新型分离技术习题解答——第3章(7)

新型分离技术习题解答——第3章

2000/1000 x J

∴浓差极化比m exp v exp 1.5 5 xb ck 1 5.4 10

3-15在压力为1.0MPa时，利用直径为7.5cm的透析池，进行水透过膜的渗透实验，测得1小时后水的透过

量为4.6 mL。将浓度为10g /L蔗糖（MW=342g/mol）水溶液放入透析池的一个腔室内，已知该腔室体积为44 mL，另一腔室为纯水，进行渗透平衡实验，2小时后蔗糖室内的液体体积增加了0.57mL，而蔗糖的浓度下降了1.16 ％。试根据以上二个实验结果，计算膜的反射系数σ，水力渗透系数LP和溶质渗透系数ω。 解：水力渗透系数LP： Lp

V4.6 2.9 10 5cm3/(cm2 s MPa) 2

tSp1 3600 4 7.5 1

10

1000 0.07123MPa 342

∵渗透压差 RTc 8.314 293 ∵Jv Lp

0.57

1.793 10 6cm3/(cm2 s) 2

2 3600 4 7.5JvLp

1.793 10 62.9 10 5 0.86 ∴膜的反射系数

0.07123

3

10 44 10 1 1.16% 44.57 10 ∵溶质通量JS cS 1 Jv

2 3600 4 7.52

∴溶质渗透系数

JS cS 1 Jv

6.5 10 9mol/(cm2 s MPa)

－－

3-17透系数LP等于2×108L／cm2·s·MPa，溶质的透过系数P为4×108L／cm2·s的反渗透膜，在操作压力为4.0MPa、水温为25℃条件下进行实验。试初步计算透过膜的水和溶质通量值。若进水浓度为6000m/L，试计算制成水的溶质脱除率。 解：溶液的渗透压： iCRT

6000

0.082 298 2.51atm

58.5 1000

总通量：

JV LP P 2 10 8 40 2.51 7.5 10 7(L/(cm2 s))

溶质脱除率： ∵

1 R0JS/JVJSPm CSPm R0 CSJV CSLp( p ) CSLp( p )

Pm4 10 8 1 1∴R0 [1 ] [1 ] 94.9% 7

Lp( p )7.5 10

产品水溶质浓度：Cp Cf(1 R0) 6000(1 0.949) 306mg/L