автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.08, диссертация на тему:Кинетика электробаромембранного разделения водных сульфатсодержащих растворов

На правах рукописи

КИНЕТИКА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ВОДНЫХ СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ (в производстве оптических отбеливателей)

Специальность 05.17.08 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 2006

Работа выполнена на кафедрах «Машины и аппараты химических производств» и «Прикладная геометрия и компьютерная графика» Тамбовского государственного технического университета.

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Кормильцин Геннадий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Полянский Константин Константинович

кандидат технических наук, доцент Набатов Вячеслав Александрович

Ведущая организация ОАО «Научно-исследовательский институт

химикатов для полимерных материалов» («НИИхимполимер»), г. Тамбов

у/ /у

Защита состоится » декабря 2006 г. в ' часов на заседании диссертационного совета Д212.260.02 в Тамбовском государственном техническом университете по адресу: г. Тамбов, ул. Ленинградская, д. 1, ауд. 60.

Отзыв на автореферат (в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью) просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, ТГТУ, ученому секретарю диссертационного совета Д212.260.02.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в научной библиотеке Тамбовского государственного технического университета по адресу: 392032, г. Тамбов, ул. Мичуринская, 112, корп. «Б», а с авторефератом - дополнительно на официальном сайте университета www.tstu.ru

Автореферат разослан » ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.М. Нечаев

2ооеЛ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. В последнее время ео всем мире происходит интенсивное развитие мембранной технологии. Она широко применяется для разделения водных растворов солей в различных отраслях промышленности. Для интенсификации процесса мембранного разделения необходимы исследования его кинетики, математического описания, а также разработка промышленных технологических схем и аппаратов.

Актуальным является при этом изучение влияния различных физических полей на мембранный процесс и разработка новых методов разделения с учетом этого влияния. Одним из таких методов является мембранный процесс, происходящий при одновременном воздействии градиента давления и электрического потенциала. Электробаромембранная технология - это новое, интенсивно развивающееся направление химической промышленности, которое находится в начале пути своего становления. Основные преимущества элек-тробаромембранной технологии связаны с экологичностью, безреагентностыо, малой металло- и энергоемкостью, простотой конструктивного оформления и возможностью концентрирования и выделения из растворов веществ, особенно сложных органических электролитов. Однако применение электробаромем-бранных методов сдерживается малоизученностью кинетики процесса массо-переноса, его математического описания, отсутствием аппаратов для реализации этих методов.

В химической промышленности, например при производстве оптических отбеливателей, сырьем является сульфанилат натрия; при его получении образуется большое количество промышленных растворов и сточных вод, которые необходимо разделять (очищать, концентрировать).

Работа выполнена в соответствии с договором с ОАО «Пигмент» № 6/04 от 1 марта 2004 г. по теме «Очистка и концентрирование промышленных растворов производств органических полупродуктов и красителей», а также по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы на 2006-2007 гг.», по которой получен грант по теме «Теоретические и прикладные аспекты элекгробаромембранного выделения и целевого получения веществ из промышленных стоков».

Целью данной работы является установление закономерностей кинетики массопереноса в процессе очистки и концетрирования промышленных сульфатсодержащих растворов электробаромембранными методами, их математическое описание и аппаратурное оформление.

Задачи работы:

1. Провести экспериментальные исследования кинетических характеристик процесса элекгробаромембранного разделения модельных и реальных растворов производства оптических отбеливателей на мембранах промышленного типа.

2. Разработать математическую модель массопереноса при электроба-ромембранном разделении растворов с учетов влияния важнейших параметров процесса на коэффициент задерживания и водопроницаемость.

РОС. НАЦЖ)! . ¡оИДЯ

С.-Пш^н^уг ОЭ

3. Провести экспериментальные исследования адекватности разработанной математической модели на промышленных элементах рулонного типа.

4. Разработать электробаромембранный аппарат рулонного типа и технологические схемы разделения и концентрирования промышленных растворов.

5. Разработать инженерную методику расчета процесса очистки- и концентрирования промышленных растворов с применением аппаратов рулонного типа.

Научная новизна. Получены экспериментальные данные по влиянию факторов на коэффициент задерживания как с наложением электрического поля, так и без него при разделении растворов сульфанилата натрия и сульфата натрия мембранами МГА-90Т, ESPA, ОПМ-К, УАМ-50, УПМ-50. Проанализировано и получено модифицированное уравнение для расчета значения коэффициента задерживания приэлектробаромембранном процессе разделения.

Получены экспериментальные данные для оценки производительности процесса разделения по пермеату и математическое выражение для расчета значений водопроницаемости при разделении водных растворов сульфанилата натрия и сульфата натрия. Установлено изменение значений водопроницаемости при наложении внешних факторов (электрического поля, давления и температуры) на процесс разделения.

Получены аналитические зависимости для описания коэффициентов диффузионной, осмотической и электроосмотической проницаемости для водного раствора сульфанилата натрия от вида мембран, концентрации и температуры раствора. Получены изотермы сорбции мембран, что позволило рассчитать коэффициент распределения растворенного вещества между раствором и мембраной.

Разработана математическая модель, описывающая массоперенос при электробаромембранном разделении водных растворов солей натрия в аппаратах рулонного типа, которая учитывает влияние электрического потенциала на процесс концентрирования.

Практическая значимость. Полученные данные при исследовании процесса электробаромембранного разделения промышленных сульфатсодержа-щих растворов позволяют создавать новые технологические методы очистки стоков, концентрирования растворов и разрабатывать аппараты для их реализации.

Разработана и запатентована (патент № 2268085) конструкция электробаромембранного аппарата рулонного типа. Предложена инженерная методика расчета этого аппарата, которая позволяет определить необходимую площадь мембран. Разработаны и предложены для практического использования технологические схемы очистки и концентрирования промышленных растворов солей натрия в производстве оптических отбеливателей. Использование этих схем позволяет уменьшить объем сточных вод и использовать полученный концентрат в качестве сырья.

Результаты исследований были использованы ОАО «Тамбовская генерирующая компания» для разработки промышленных технологических схем очистки растворов с рассчитанным экономическим эффектом 200 тыс. р. в ценах на 2006 г.

Апробация работы. Основные положения, результаты и выеоды диссертационной работы докладывались на Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тешю-массообменных процессов, промышленная безопастность и экология» (г. Казань, 2005 г.); Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН-2004» (г. Воронеж, 2004 г.); Российской конференции с международным участием «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» (г. Туапсе, 2006 г.У, XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Воронеж, 2006 г.), а также на научных конференциях аспирантов и преподавателей Тамбовского государственного технического университета (20032006 гг.).

Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы, изложены в 12 публикациях в научных журналах и сборниках трудов международных и российских конференций. Предложена конструкция мембранного аппарата, защищенная патентом.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 197 страниц текста, в том числе 56 рисунков, 9 таблиц и состоит из введения, пяти глав и обобщающих выводов, четырех приложений. Список цитируемой литературы включает 127 наименований отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ*

Введение. Обоснована актуальность исследуемой темы, преимущество применения электробаромембранных методов очистки и концентрирования, основные трудности их внедрения в промышленность. Сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность и положения, выносимые на защиту.

1. Обзор литературных данных по кинетике и конструкциям аппаратов для процессов разделения промышленных растворов. Рассмотрены существующие методы разделения промышленных растворов, основные особенности и трудности их использования. Приведена классификация основных типов мембран и мембранных установок, их краткие характеристики. Проанализированы явления переноса в мембранах, наблюдаемые в процессах очистки и концентрирования растворов, рассмотрены основные гипотезы. Проведен анализ существующих уравнений, описывающих перенос веществ в мембранах, в том числе и с наложением электрического поля. Приведены кинетические характеристики и параметры, влияющие на процесс очистки и концентрирования растворов.

2. Методики и установки проведения исследований кинетики массо-персноса при мембранном разделении. Для исследования кинетических характеристик процесса электробаромембранного разделения использовались различные типы промышленных мембран.

'Автор выражает благодарность доктору техн. наук, профессору С.И, Лазареву за научные консультации при выполнении данной работы.

—л

1 -|*ь

Рис. 1. Схема электробяромсмбранной установки

В качестве объектов исследования использовались модельные растворы, а также промышленные стоки, получаемые в процессах синтеза полупродуктов оптических отбеливателей на линиях ОАО «Пигмент» (г. Тамбов). Данные растворы характеризуются тем, что содержат органические и неорганические вещества. В качестве модельных растворов использовались растворы веществ, входящие в состав промышленных стоков. Исследования водопроницаемости и коэффициента задерживания мембран проводились на лабораторной установке, представленной на рис. 1. Основным разделительным элементом установки является рабочая ячейка (3), в которой непосредственно происходит процесс элекгробаромембранного разделения. Из расходной емкости (1) через систему вентилей раствор нагнетался в камеру разделения плунжерным насосом НД 100/63 (2). Пройдя рабочую ячейку (3), дроссель (4) и ротаметры (5), частично разделенный раствор возвращался обратно в расходную емкость (1). Для сглаживания пульсаций давления и расхода раствора в системе установлен ресивер (6), который представляет собой цилиндрический сосуд (Р= 3,5 л), предварительно заполненный сжатым воздухом до давления, составляющего 30...40 % от рабочего (создаваемого компрессором (9)). Давление в установке контролируется образцовым манометром (8). В качестве измерительного манометра в установке использовался электроконтактный манометр (7), который выключает плунжерный насос с помощью электроконтактного реле при повышении давления выше установленного значения. Расход раствора задавался рабочим ходом плунжерного насоса (2). Температура раствора в системе поддерживалась водяным термостатом (10) и измерялась потенциометром (11) и термометром (12). Регулирование напряжения и, как следствие, плотности тока в процессе электробаромембранного разделения производилось блоком питания (13). Жидкость, прошедшая в процессе разделения через мембраны, собиралась в емкости (14). Регулировка давления в системе осуществлялась игольчатым вентилем (4).

Рис. 2. Установка для изучения диффузного, осмотического и элекгроосмотического потока

Значение коэффициента задерживания К определяли по формуле

к=1--Сп

"пер

(1)

где СпсриСисх

• концентрация растворенного вещества в пермеате и в исход-

ном растворе соответственно.

Значение водопроницаемости Ф рассчитывали по'зависимости

0=4-, (2)

где V- объем пермеата; F- рабочая площадь мембраны; т - время процесса.

Исследования диффузионной, осмотической и электроосмотической проницаемости мембран проводились на установке, изображенной на рис. 2.

Установка состоит из двух камер (I, II), выполненных из оргстекла, между которыми герметично закреплен образец мембраны (1) и между двумя перфорированными пластинами (13) из диэлектрического материала для обеспечения жесткого положения мембраны. Для исходного и отработанного раствора имеются емкости (2-5). Ячейка снабжена электродами (10) и электромагнитными мешалками. Для создания электрического потенциала служит источник постоянного тока (9), а для измерения и контроля напряжения и значения электрического тока в цепь включены вольтметр (7) и амперметр (8). Уровни жидкости определяли капиллярами (11, 12).

Коэффициент диффузионной проницаемости рассчитывали по формуле Р „ С2У23

л (с,-с,) л

Коэффициент осмотической проницаемости рассчитывается по объему перенесенного растворителя и рабочим параметрам:

Р =_™__(4)

осм (С,-С2)Л' w

где V— объем перенесенного растворителя; 8 - толщина набухшей мембраны; S - рабочая площадь набухшей мембраны; С1>2 - концентрации растворенного вещества в камерах I и И; т— время процесса.

Коэффициент электроосмотической проницаемости рассчитывали как

где V - объем воды, прошедшей через мембрану; F - рабочая площадь мембраны; I- плотность тока.

Для изучения коэффициента распределения растворенного вещества между растворителем и мембраной была разработана методика для исследования сорбционных свойств мембран.

3. Экспериментальные исследования и их анализ. Важными характеристиками процесса обратного осмоса являются коэффициент задерживания и водопроницаемость. Они исследовались как при наложении электрического поля, так и без. Влияние электрического поля изучали на мембранах МГА-90Т и ESPA и на растворах сульфанилата натрия концентрации 10, 50, 100 кг/м3 при изменении плотности тока от 0 до 2 А/м2. Значение коэффициента задерживания для сульфанилата натрия определяли по содержанию анионов и-аминобензольной кислоты в растворе, которые получаются при диссоциации сульфанилата натрия в растворе. Результаты экспериментов представлены на рис. 3.

Проведенные эксперименты выявили следующие закономерности. На прианодной мембране с увеличением плотности тока наблюдается увеличение коэффициента задерживания. В то же время наблюдается незначительное уменьшение коэффициента задерживания для прикатодной мембраны, что связано с отрицательным зарядом анионов и-аминобензольной кислоты. При увеличении концентрации коэффициент задерживания на прианодной мембране МГА-90Т возрастает незначительно. Это связано с увеличением сорбции анионов и-аминобензольной кислоты активным слоем мембраны, что ведет к закупорке пор. На прикатодной мембране с увеличением плотности тока наблюдается противоположная картина. Для мембраны ESPA с увеличением концентрации раствора происходит уменьшение значения коэффициента задерживания.

Анализ полученных зависимостей показывает, что с увеличением плотности тока повышается водопроницаемость. Это связано с увеличением составляющей электроосмотического потока и изменением структуры пограничного слоя. Обнаружено различное влияние электрического поля на производительность прикатодной и прианодной мембран. На прикатодной мембране наблюдалось несколько большее увеличение водопроницаемости по сравнению с прианодной, что, вероятно, связано с более высокой степенью гидрота-ции ионов натрия по сравнению с анионами и-аминобензольной кислоты и «блокировкой» пор на прианодной мембране за счет переноса последних.

05 \

2 1.АЛ*1 M

в)

б)

г.>

Рис. 3. Зависимость значений коэффициента задерживания и водопроницаемости от плотности тока: а, в-МГА-90Т; б, г - ESPA: 1,2- Сясх = 10 кг/м3, 3,4- Сисх = 50 кг/м3,

5,6- С„а = 100 кг/м3, - прианодиая мембрана, ""—прикатодная мембрана

С увеличением концентрации происходит уменьшение водопроницаемости мембраны, что говорит о влиянии осмотического давления на процесс. При увеличении концентрации разница между водопроницаемостью на прика-тодной и прианодной мембранах уменьшается, что опять же объясняется увеличением сорбции анионов л-аминобензольной кислоты активным слоем мембраны и частичкой «закупоркой» пор. Для расчета значений водопроницаемости от давления раствора над мембранной, концентрации и температуры получено следующее выражение:

т V"

О = А-(Р-Дт0С"|^- , (6)

то)

где к, а, п, т - эмпирические коэффициенты; Т0,Т - реперная (принятая нами 293 К) и рабочая температуры разделяемого раствора.

Для расчета коэффициента диффузионной проницаемости была использована апроксимационная зависимость

Pd = а exр (bC)

f т \т

(7)

где а,Ъ,т — коэффициенты.

По экспериментальным данным рассчитаны значения эмпирических коэффициентов для исследуемых мембран.

Для расчета коэффициента осмотической проницаемости получено уравнение вида

-Роем = ^iC"exp(Cg) exp^-j, (9)

где п, Кь g, А — коэффициенты, зависящие от вида мембраны и растворенного вещества.

При обработке экспериментальных данных по коэффициентам элекгроосмо-■гаческой проницаемости была получена эмпирическая формула

/>30c=2?exp(<)exp[j^j, (10)

где С — концентрация раствора; Т— температура; А, В, п — эмпирические коэффициенты.

При обработке полученных экспериментальных данных для мембран МГА-90Т, ESPA и ОПМ-К выяснилось, что изотермы сорбции для этих мембран и исследуемых растворов достаточно хорошо описываются уравнением

— (т Y"

C = bC» [J-J , (11)

где С , С - концентрации растворенного вещества в мембране и в растворе; b, п, m - экспериментальные коэффициенты; Т0, Т- рабочая и реперная (принятая как 293 К) температуры.

4. Математическая модель массопсреноса и инженерная методика расчета процесса электробаромембранного разделения. Математическое описание процесса массопереноса в электробаромембранных аппаратах рулонного типа, основано на уравнении гидродинамики движения раствора и уравнении конвективной диффузии в канале, образованного лепестками мембран. Отличие данной модели от моделей, разработанных Ю.И. Дытнерским, В.А. Шапошниковым, В.И. Коноваловым, В.Б. Коробовым, состоит в том, что влияние электрического поля учитывается через электроосмотический поток и через изменение коэффициента задерживания для прианодной и прикатодной мембран, значение которых различны между собой, что, в свою очередь, делает задачу несимметричной.

У(х)

л_

Рис. 4. Схема разделения раствора в межмембранном канале электробаромембранного аппарата:

М1, М2 - прианодная и прикатодная мембраны; Ь - длина межмембранного канала, м; Ь — расстояние между мембранами, м; С(х, у), - поле концентраций растворенного вещества в растворе, кг/м3; С/(л;, у), У(х) - продольная и поперечная скорости движения раствора в межмембранном канале

Рассмотрим задачу массопереноса при движении жидкости в плоском мембранном канале, образованном двумя соседними «лепестками» мембраны, в аппарате рулонного типа - рис. 4.

Приняты следующие допущения: диффузионное сопротивление со стороны пермеата незначительно, скорость электродных реакций значительно выше скорости массопереноса, поток жидкости стационарен, стенки межмембранного канала плоско-параллельны, режим течения жидкости ламинарный Яе < 2300, насос обеспечивает постоянный расход раствора.

Математическая запись задачи:

дх ду ду2

+ = (12)

д2и 1 дР

(13)

ду2 р дх '

где V - кинематическая вязкость раствора; р - плотность раствора. Начальные и граничные условия:

С(0, у) = Сисх ; (14)

Щх; Ь/2) = 0; Щх; 0) = 0; (15)

ду ду

где О - коэффициент диффузии вещества в растворе; (.%■). А'(л-) — коэффициенты задерживания для прианодной и прикатодной мембран.

Уравнение (13) является решением уравнений гидродинамики при ламинарном движении жидкости в канале, в сечении которого давление не меняется по высоте. Решение уравнений гидродинамики с граничными условиями Ц(х; +6/2) = 0; Щ.х; -6/2) = 0 будет

Щх,Ь/2) =^|^((6/2)2 -/). (17)

Расход жидкости через канал

е = ъ)щХ,Ы2) - -Ь)±{0Ь12У - = -/) 4У ,

(18)

где ц - динамическая вязкость раствора.

Рассмотрим дифференциальное уравнение для водопроницаемости с учетом электроосмотического потока

(19)

ох

С1=Ор+ Оэл ос1 = Ор + Сэп ос2 - водопроницаемость через прианодную и

прикатодную мембрану; Ср - водопроницаемость потока растворителя за счет

перепада давления до и после мембраны, которые определяются по следующей зависимости:

вр =к(Р-Ап)С"

Г \т

{Т0У

(20)

Оэл 00, , Сзчос2 - элеюроосмотические водопроницаемости через прианодную и прикатодную мембрану соответственно:

Сзл,с1=; (21)

Смос2 = 'АО211> (22)

где / - плотность тока; Рэо1, Рэо2 - коэффициент электроосмотической проницаемости для прианодной и прикатодной мембраны; г] - выход по току, Ап — осмотическое давление.

Приравняв уравнения для расходов (13) и (17), получим

-М^.-Ф^ад), да,

Решение данного дифференциального уравнения с граничными условиями АР(0) = ЛРп AP(L) = APK:

„-4aL

Р(х) =

ч р _ Р

JLe^ax + к " ,~л/л£ Н g-JaLg—faL

в^-е

(24)

где = = (25)

Подставив найденные значения Р = fix) в уравнения для определения продольной (17) и поперечной скоростей (20), а уравнения (17) и (20) в уравнение конвективной диффузии (14) получим систему уравнений, решением которой является поле распределения концентрации вещества в межмембранном канале.

Решение системы проводилось, конечно-разностным методом. Полученную при этом систему линейных алгебраических уравнений с сильно разряженной трехдиагональной матрицей коэффициентов удобно решать методом прогонки (алгоритм Томаса). Расчетный алгоритм реализован в виде программы на языке Visual Basic, который позволяет визуализировать полученные решения. На рис. 5 показано поле концентраций С(х,у) при следующих условиях:

С(0,у) = 10 кг/м3, Р„ = 4 МПа, Рк = 3,5 МПа , L = 038 м, / = 10 А/м2.

+R м прианодная мембрана

•R.M лрикатодная мембрана

а)

прианодная мембрана

о.теГ

I

С,кг/тЗ

прикатодная

б)

Рис. 5. Картина изолиний С(х,у): а - с наложением электрического поля; б - без наложения электрического поля

Проверка адекватности модели заключалась в сравнении расчетных средних значений концентрации на выходе из аппарата (в ретентате) с экспериментальными значениями.

Средние значения концентраций на выходе рассчитывали по формуле

— 1 ь

С(х)=-~(С(х,у)иШ', (26)

Шо

где [/ - средняя продольная скорость раствора в межмембранном канале:

— 1 6

и = — \Щх,у)ф. (27)

Для проверки адекватности модели с учетом влияния электрического поля был собран электробаромембранный аппарат рулонного типа, корпус которого выполнен го диэлектрического материала (длина элемента 0,38 м).

Эксперимент проводился с раствором сульфанилата натрия концентрацией 10 кг/м3, при рабочем давлении 0,7 МПа. Плотность тока изменяли от 0 до 2 А/м2. Концентрацию ретентата измеряли на выходе из аппарата. Отклонение расчетных значений от экспериментальных не превышает 15 % , что подтверждает приемлемость приведенной математической модели для описания процесса элеетробаромембранного разделения аппаратах рулонного типа.

Целью расчета электробаромембранного рулонного элемента является определение рабочей площади мембраны. Для определения площади используем основное уравнение массопередачи

рм=М/ы>К> <28>

где М - масса вещества; АР - движущая сила обратноосмотического процесса; К - коэффициент массопереноса.

Массу вещества определяем из уравнения материального баланса

М = ОпСп=ОС-СрСр. (29)

Коэффициент массопереноса находим по выражению

где р - коэффициент массопереноса от раствора к поверхности мембраны; 5 - толщина мембраны; Рд - коэффициент диффузионной проницаемости мембраны.

Значение массотдачи рассчитываем по критериальному уравнению

(31)

¿з

где И - коэффициент диффузии в свободном объеме; с/э — эквивалентный диаметр межмембранной щели.

Обработка расчетно-аналитических данных позволила получить приближенные аппроксимационные соотношения для усредненных коэффициентов массоотдачи по длине канала. После их корректировки по результатам экспериментов получено следующее критериальное уравнение (погрешность ± 15%):

№„,=1,84-10"3 Re0,33 K°J,S,

(32)

где Кщ> = - симплекс учета рабочего давления.

/ н

5. Практическое применение электробаромембранных методов в технологических процессах очистки и концентрирования сульфатсодер-жащих растворов. Для реализации электробаромембранного разделения растворов предлагается новая конструкция аппарата представленная на рис. 6, прототипом которой является баромембранный аппарат рулонного типа (Дыт-нерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. - М.: Химия, 1986). Электробаромембранный аппарат рулонного типа состоит из корпуса (1), выполненного из диэлектрического материала; секционированной перфорированной трубки (2), служащей для отвода прианодного и прикатодного пермеата; обратноосмотической прианодной мембраны (3) и обратноосмоти-ческой прикатодной мембраны (4); монополярных электродов анода (5) и катода 6 выполненных из графитовой ткани, которая также является подложкой для мембран и дренажом для отвода прикатодного и прианодного пермеата; (7) - сетки-турбулизатора; (8) - устройство для подвода электрического тока.

Поихотодмха теепеот

Подход»* я г«рм*4Т

Рис. 6. Электробаромембранный аппарат рулонного типа

На основе проведенных исследований, разработанной математической модели массопереноса и инженерной методики расчета был предложен электробаромембранный способ концентрирования сульфанилата натрия проточным способом с использованием каскадной схемой. На рис. 7 показаны схемы концентрирования сульфанилата натрия на мембране МГА-90Т. Начальное давление для каждого аппарата Ри = 5 МПа и конечное Рк = 4,5 МПа. Таким образом все аппараты находились в одинаковых условиях.

(Vr=15 р.т^г ,Vr=L55

B=ia_I и=Ш ^ J ts=102 .j n=S3 J L' rrf9

c=ioo ср=ш cp=K5 qp=i70 рз=зв qp=23i Cfrfss qp=soo

V.i=2.54 Vp=233 Vj?=2.1 Vp=L9 Vp=L7-5 Vp=LSS Vp=lAS Vp=l3

a)

v.i=ze Cp=i25 ср=ш qp=i69 qp=iB3 ср=гш ф=ш cp=si ор=гзэ 43=291 qp=3oi

Ур=215 \5?=Ш Ур=1.7 \'р=16 \'р=14 \'р=1.2 Чр=12 \'р=116 Ч>=11 Ч>=107

б)

Рис. 7. Каскадная схема концентрирования сульфанилата натрия:

а- с наложением электрического тока; б - без наложения электрического тока; V,, - скорость подачи раствора в первые ступени раствора 10~2 м/с; Гр - удельная производительность по ретентату 10"2 м/с; Кп - удельная производительность по пермеату 10"6 м/с; С - концентрация на входе кг/м3; Ср - концентрация в регентате каждой ступени на входе кг/м3; п - число сдвоенных элементов ЭР0900/6,5 в ступени

Основные обозначения.

С - концентрация вещества в растворе, кг/м3; Р - давление раствора над мембраной, МПа; Т - температура раствора, К; G, - водопроницаемость мембран, м3/(м2с); К - коэффициент задерживания; Ра, Рв„ Рэо - диффузионная, осмотическая и электроосмотическая проницаемости, м2/с; D, D„, - коэффициент диффузии в растворе и мембране, м2/с; п - осмотическое давление, МПа; АР - рабочее давлений, МПа; к - коэффициент распределения; L - длина межмембранного канала, м; F - рабочая площадь мембраны, м2; U, V - продольная и поперечная составляющие скорости течения раствора в межмембранном канале, м/с; т - время, с.

Основные выводы и результаты. Экспериментально исследованы основные кинетические характеристики процесса массопереноса при апектроба-ромембранном и обратноосмотическом разделении раствора" сульфанилата натрия и сульфата натрия на мембранах МГА-90Т, ESPA, ОПМ-К, УФМ-50, УПМ-50. Показано, что при разделении водного раствора сульфанилата натрия 10 кг/м3 на мембране МГА-90Т значение коэффициента задерживания без наложения электрического поля равен 0,78, а с наложением поля 2 А/м2 достигает 0,95 на прианодной мембране. При наложении электрического поля также наблюдается увеличение водопроницаемости как для прикатодной, так и для прианодной мембран. Изучено влияние параметров процесса на диффузионную, осмотическую и электроосмотическую проницаемости и коэффициент распределения, необходимые для описания процесса массопереноса в элеетро-

баромембранных аппаратах. Получены необходимые инженерно-аппрокси-мационные зависимости для расчета кинетических характеристик процесса.

Разработана математическая модель массопереноса электробаромем-бранных процессов разделения растворов, основанная на уравнениях гидродинамики, и уравнении конвективной диффузии, как наиболее точно описывающая механизм процесса электробаромембранного разделения. Для учета наложения электрического поля дополнительно рассматривается два потока: электроосмотический поток (перенос растворителя через мембраны) и миграционный поток (перенос растворенного вещества), который, в свою очередь, учитывается через коэффициент задерживания мембраны. Данная модель позволяет рассчитывать основные параметры процесса (поле концентраций в межмембранном канале, поле скоростей, а также все выходные значения концентрации раствора, концентрация в пермеате, производительность по пермеату и ретентату).

Проведена проверка адекватности разработанной математической модели и ее приемлемость для описания процесса электробаромембранного разделения растворов в аппаратах рулонного типа.

Разработана и запатентована (патент № 2268085) конструкция электробаромембранного аппарата рулонного типа с целью интенсифиции процесса разделения промышленных растворов. Предложены технологические схемы очистки и концентрирования сульфанилата натрия в производстве полупродуктов оптических отбеливателей. Приведены примеры расчета электробаромембранного способа концентрирования сульфанилата натрия проточным способом с использованием каскадной схемой и по замкнутому цикл)' ретентата.

Разработана инженерная методика расчета электробаромембранных аппаратов рулонного типа на основе уравнения массопереноса, которая позволяет рассчитать необходимую площадь мембран для проведения процесса очистки и концентрирования.

Результаты исследований были использованы ОАО «Тамбовская генерирующая компания» для разработки промышленных технологических схем очистки растворов.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Лазарев, С.И. К вопросу математического описания массопереноса при баромемранном разделении / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, Г.С. Кормильцы® // Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопастность и экология : материалы Всерос. студенческой науч.-техн. конф. Казань, 16-18 мая 2005 г. - Казань, 2005. - С. 169-171.

2. Лазарев, С.И. Применение баромембранных методов в производстве сульфанилата натрия / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, П.А. Фефелов // Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах: материалы II Всерос. конф. - Воронеж, 2004. - Т. 2. - С. 612-614.

3. Лазарев, С.И. Модель расчета аппаратов обратного осмоса рулонного типа / С.И. Лазарев, O.A. Абоносимов, A.C. Горбачев // Журнал прикладной химии. - 2004. - Т. 77. - Вып. 11. - С. 1844-1846.

4. Лазарев, С.И. Исследование диффузионной и осмотической проницаемости водного раствора сульфанилата натрия через обратноосмотнческие мембраны / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2005. - Т. 48. - Вып. 2. - С. 113-115.

5. Лазарев, С.И. Влияние давления, температуры и концентрации на об-ратноосмотическое разделение водного раствора сульфанилата натрия / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, М.А Кузнецов // Известия вузов. Химия и химическая технология. - Иваново, 2005. - Т. 48. - Вып. 4. - С. 126-129.

6. Кузнецов, М.А. Определение изобарной теплоемкости нормальных алканов С^Сц / М.А. Кузнецов, A.C. Горбачев // Теоретические основы химической технологии. - 2005. - Т. 39. - 4. - С. 1-5.

7. Лазарев С.И. Исследование коэффициента задерживания и удельного потока растворителя при обратноосмотическом разделении раствора сульфанилата натрия / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев // Конденсированные среды и межфазные границы. - Воронеж, 2005. - № 4. - С. 409-412.

8. Лазарев, С.И. Математическое описание массопереноса в электроба-ромембранных аппаратах рулонного типа / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, O.A. Абоносимов // Математические методы в технике и технологии - ММТТ-19: сб. тр. XIX Междунар. науч. конф.: в 10 т. - Воронеж: Воронеж, гос. технолог. акад., 2006. - Т. 9. - С. 68-70.

9. Пат. 2268085. Российская Федерация, Электробамембранный аппарат рулонного типа / Лазарев С.И., Горбачев A.C., Абоносимов O.A.; опубл. 20.01.2006. -Бюл.№ 02.

10. Лазарев, С.И. К вопросу математического описания массопереноса в электробаромембранных аппаратах рулонного типа / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев // Ионный перенос в органических и неорганических мембранах: тез. докл. Рос. конф. с междунар. участием. Тамбов, 29 мая - 3 июня 2006 г. - Тамбов, 2006. С. 46-48.

П.Горбачев, A.C. Исследование кинетических характеристик обратно-осмотического разделения водных растворов сульфанилата натрия / A.C. Горбачев, В.А. Шапошник, В.М. Стамов // Журнал прикладной химии. - 2006. -Т. 79.-Вып. 5.

12. Лазарев, С.И. Расчет электробаромембранного способа концентрирования раствора сульфанилата натрия в циркуляционном режиме / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, Г.С. Кормильцин // Труды ТГТУ : сб. науч. ст. молодых ученых и студентов. - Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. - Вып. 19. -С. 22-25.

13. Горбачев, A.C. К вопросу математического описания массоперенноса в электробаромембранных аппаратах рулонного типа / A.C. Горбачев, С.И. Лазарев, Г.С. Кормильцин // Вестник физико-математического факультета Елецкого государственного университета им. И.А. Бунина. - 2006. -Вып. 12.-С. 72-79.

Подписано в печать 16.11.2006. Формат 60 х 84 /16. Гарнитура Times New Roman. Бумага офсетная. 1,0 уч.-изд. л. Тираж 100. Заказ № 640

Издательско-полиграфический центр ТГТУ 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14

гссбА

№2 7 0 87

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО КИНЕТИКЕ И КОНСТРУКЦИЯМ АППАРАТОВ ДЛЯ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ.

1.1. ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ РАСТВОРОВ.

1.2. ОСНОВЫ МЕМБРАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ.

1.2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ МЕМБРАН.

1.2.2 АППАРАТЫ С ПЛОСКИМИ МЕМБРАННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ.

1.2.3 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ ТРУБЧАТОГО ТИПА.

1.2.4 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛЫХ ВОЛОКОН.

1.2.5 УСТАНОВКИ И АППАРАТЫ РУЛОННОГО ТИПА.

1.2.6 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВОК.

1.3. МЕХАНИЗМЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ РАСТВОРОВ В МЕМБРАНАХ.

1.3.1. ГИПОТЕЗА УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИИ (ПРОСЕИВАНИЯ).

1.3.2. ГИПОТЕЗА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИФФУЗИИ.

1.3.3. ГИПО ГЕЗА ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ АДСОРБЦИИ.

1.3.4. ДРУГИЕ ГИПОТЕЗЫ.

1.4. УРАВНЕНИЯ, ОПИСЫВАЮЩИЕ КАЧЕСТВО И ПРОИЗВОДИ ГЕЛЫЮСТЬ РАЗДЕЛЕНИЯ В МЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ.

1.4.1. КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТАЯ МОДЕЛЬ.

1.4.2. МОДЕЛЬ РАСТВОРЕНИЯ-ДИФФУЗИИ.

1.4.3. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ.

1.4.4. УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА ПРИ ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАНПОМ РАЗДЕЛЕНИИ.

1.5. КИНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА

ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

1.6. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ОЧИСТКУ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ.

1.6. ВЫВОДЫ И ФОРМУЛИРОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2. МЕТОДИКИ И УСТАНОВКИ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ КИНЕТИКИ МАССОПЕРЕНОСА ПРИ МЕМБРАННОМ РАЗДЕЛЕНИИ.

2.1 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.1. ВОДНЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ РАСТВОРЫ.

2.1.2. МОДЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ.

2.1.3. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РУЛОННОГО ТИПА.

2.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ.

2.2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ.

2.2.2. ЯЧЕЙКА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОС ГИ ПРИ НАЛОЖЕНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ.

2.2.3 УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ДИФФУЗИОННОЙ И ОСМОТИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН.

2.2.4 ТЕХНИКА ИССЛЕДОВАНИЯ СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ МЕМБРАН.

2.2.5 УСТАНОВКА ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН.

2.3. ВЫВОДЫ ПО 2-ОЙ ГЛАВЕ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ.

3.1 КОЭФФИЦИЕНТ ЗАДЕРЖИВАНИЯ.

3.2 ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ МЕМБРАН.

3.3. КОЭФФИЦИЕНТ ЗАДЕРЖИВАНИЯ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭЛЕКТРОБАРОМЕБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ.

3.4 ДИФФУЗИОННАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ.

3.5 ОСМОТИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ.

3.6 ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ.

3.8 СОРБЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ МЕМБРАН.

3.9 ВЫВОДЫ ПО 3-ЕЙ ГЛАВЕ.

4. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА И ИНЖЕНЕРНАЯ МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ.

4.1 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МАССОПЕРЕНОСА В

ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССАХ.

4.2. ПРОВЕРКА АДЕКВАТНОСТИ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МАССОПЕРЕНОСА В ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ УСТАНОВКАХ РУЛОННОГО ТИПА.

4.3 МЕТОДИКА ИНЖЕНЕРНОГО РАСЧЕТА АППАРАТОВ РУЛОННОГО

ТИПА.

4.4 ВЫВОДЫ ПО 4-ОЙ ГЛАВЕ.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ОЧИСТКИ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ СУЛЬФАТСОДЕРЖАЩИХ

РАСТВОРОВ.

5.1 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННЫХ АППАРАТОВ РУЛОННОГО ТИПА

5.2. ПРИМЕНЕНИЕ БАРОМЕМБРАННЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ СУЛЬФАНИЛАТА НАТРИЯ

НА О АО «ПИГМЕНТ».

5.3. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ РАСТВОРА СУЛЬФАНИЛАТА НАТРИЯ ПО ЗАМКНУТОМУ ЦИКЛУ РЕТЕНТАТА.

5.4. ПРИМЕР РАСЧЕТА ЭЛЕКТРОБАРОМЕМБРАННОГО ПРОЦЕССА КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАСКАДНОЙ СХЕМЫ.

5.5. ВЫВОДЫ ПО 5-ОЙ ГЛАВЕ.

В последнее время во всем мире происходит интенсивное развитие мембранной технологии и мембранного оборудования. Данные методы широко применяются для разделения жидких сред в различных отраслях промышленности. В химической промышленности при производстве оптических отбеливателей Белофора КД-2С, Белофора ОБ-жидкого, Белофора ОЦЦ для отбеливания целлюлозных волокон и тканей, а также вискозы основными полупродуктами являются сульфанилат натрия и сульфат натрия, при синтезе которых образуется большое количество промышленных растворов и сточных вод, которые необходимо обрабатывать (очищать, разделять, концентрировать) или утилизировать. В настоящее время требуются новые высокоэффективные методы мембранного разделения, включающих исследования механизма процесса и его кинетики, математического описания массопереноса, разработки промышленных технологических схем, аппаратов и их внедрение в промышленность.

В результате изучения влияния различных полей на баромембранные процессы были предложены и разработаны новые методы разделения водных растворов: электробаромембранные процессы. Это мембранные процессы, происходящие при одновременном воздействии градиентов давления и электрического потенциала.

Электробаромембранная технология это новое, интенсивно развивающееся направление химической промышленности, которое находится в начале пути своего становления. Основные преимущества электробаромембранной технологии связаны с экологичностью, безреагентностью, малой металло- и энергоемкостью, простотой конструктивного оформления и возможностью концентрирования и выделения веществ, особенно сложных органических электролитов природного происхождения в натуральном виде [1-18].

Развитие электробаромембранной технологии требует более глубокого и детального исследования кинетики механизма массопереноса протекающего при переносе растворителя и растворенного вещества через селективные баромембраны. При этом справедливость предположений о сущности того или иного механизма должна быть подтверждена независимым расчетом кинетических характеристик и сравнением полученных результатов с экспериментальными значениями.

Данная работа посвящена исследованию кинетики и интенсификации процессов электробаромембранной очистки и концентрирования промышленных растворов производства оптических отбеливателей.

Одной из важных проблем исследования является разработка универсальных конструкций аппаратов на основе рулонных модулей для использования в процессах электробаромембранного разделения как с наложением электрического поля, так и без него. Дальнейшей целью исследования является разработка математического описания процесса связанного с инженерной методикой расчета и определение возможностей практического использования этих процессов.

Данная работа состоит из пяти глав.

Первый раздел содержит литературный обзор работ, посвященных проблемам мембранного разделения.

Во втором разделе проведен анализ объектов исследования, техники и методов проведения экспериментов.

Третий раздел посвящен анализу полученных экспериментальных данных.

В четвертом разделе приводится разработанная математическая модель массопереноса при электробаромембранном разделении для аппаратов рулонного типа с наложением электрического поля, основанная на уравнениях гидродинамики, и уравнении конвективной диффузии. Приведены результаты экспериментов на полупромышленных установках, подтверждающие адекватность математической модели. Разработана инженерная методика расчета электробаромембранных аппаратов рулонного типа.

В пятом разделе приводится описание возможного практического применение разработанных технологических схем для очистки и концентрации промышленных растворов органического синтеза с использованием электробаромембранных аппаратов рулонного типа.

В приложении приводятся таблицы с результатами экспериментов, методики анализа растворов, алгоритмы расчета математической модели, а также приведены материалы промышленной реализации.

Автор выражает благодарность д.т.н., профессору С.И. Лазареву за научные консультации при выполнении данной работы и коллективу кафедры «Прикладная геометрия и компьютерная графика» за помощь при оформлении диссертации.

Целью данной работы является установление закономерностей кинетики массопереноса в процессе очистки и концетрирования промышленных сульфат содержащих растворов производства полупродуктов оптических отбеливателей электробаромембранными методами, их математическое описание и технологическо-аппаратурное оформление.

Работа выполнена в соответствии с договором с ОАО «Пигмент» № 6/04 от 1 марта 2004 по теме "Очистка и концентрирование промышленных растворов производств органических полупродуктов и красителей", а также по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы на 2006-2007 г.г.», по которой выигран грант по теме «Теоретические и прикладные аспекты электробаромембранного выделения и целевого получения веществ из промышленных стоков». Задачи:

1. Провести экспериментальные исследования кинетических характеристик процесса электробаромембранного разделения на промышленных типах мембран с модельными и реальными растворами производств полупродуктов оптических отбеливателей и оценить влияние физико-химических факторов в технологических процессах очистки и концентрирования.

2. Разработать математическую модель массопереноса при электробаромембранном разделении растворов с учетом влияния важнейших параметров процесса на коэффициент задерживания и водопроницаемости.

3. Провести экспериментальные исследования адекватности разработанной математической модели на промышленных элементах рулонного типа.

4. Разработать инженерную методику расчета процесса очистки и концентрирования промышленных растворов в производстве оптических отбеливателей с применением аппаратов рулонного типа.

5. Разработать электробаромембранный аппарат рулонного типа, для проведения процессов очистки и концентрирования.

6. На основе проведенных экспериментальных исследований предложить технологические схемы концентрирования растворов сульфанилата натрия, привести расчеты технологии разделения (на примере очистки и концентрирования промышленных растворов производств полупродуктов оптических отбеливателей).

Научная новизна:

1. Впервые получены экспериментальные данные и проанализировано влияние факторов на технологический параметр процесса, характеризующий степень очистки - коэффициент задерживания, как с наложением электрического поля, так и без него при разделении растворов сульфанилата натрия и сульфата натрия мембранами МГА-90Т, ESPA, ОПМ-К, УАМ-50, УПМ-50. Проанализировано и получено модифицированное уравнение для расчета значения коэффициента задерживания в электробаромембранном процессе.

2. Впервые получены экспериментальные данные для оценки производительности процесса по пермеату и математическое выражение для расчета значений водопроницаемости (производительности) при разделении водных растворов сульфанилата натрия и сульфата натрия. Установлено изменение значений водопроницаемости при наложении различных внешних факторов на процесс разделения.

3. Установлена зависимость коэффициента диффузионной, осмотической и электроосмотической проницаемости от вида мембран и растворенного вещества, концентрации и температуры раствора. Получены аналитические зависимости для описания коэффициентов диффузионной, осмотической и электроосмотической проницаемости для водного раствора сульфанилата натрия.

4. Получены изотермы сорбции исследуемых мембран, что позволило рассчитать коэффициент распределения растворенного вещества между раствором и мембраной.

5. Разработана математическая модель, описывающая массоперенос при электробаромембранном разделении водных растворов в аппаратах рулонного типа, которая учитывает влияние электрического потенциала на процесс концентрирования.

6. Предложена инженерная методика расчета аппарата рулонного типа основанная на уравнении массопередачи, которая позволяет рассчитать необходимую площадь мембран, секционировать модули для проведения процессов разделения.

7. Разработана и запатентована (патент РФ № 2268085) конструкция электробаромембранного аппарата рулонного типа.

8. Разработаны и предложены для практического использования технологические схемы очистки и концентрирования промышленных растворов производств полупродуктов оптических отбеливателей, результатом которых является уменьшение объемов сточных вод производства сульфанилата натрия на линиях ОАО «Пигмента» и дальнейшее использование концентрата в качестве сырья.

Практическаязначимость. При исследовании процесса электробаромембранного разделения промышленных сульфатсодержащих растворов получены данные, позволяющие создавать новые технологические схемы очистки, концентрирования и получения органических веществ, разрабатывать аппараты промышленного типа.

Предложены для внедрения технологические схемы очистки промышленных растворов и концентрирования маточника сульфанилата натрия. Результаты исследований были предложены для использования на ОАО «Пигмент» и ОАО «Тамбовская генерирующая компания» с дальнейшей разработкой технологических схем концентрирования и очистки органических растворов с ожидаемым эколого-экономическим эффектом 200 тыс. руб. в ценах на 2006г.

Основные положения, представляемые к защите:

-результаты экспериментальных исследований основных кинетических характеристик процесса разделения промышленных сульфатсодержащих водных растворов с использованием электробаромембранных методов в зависимости от режимных параметров и закономерности их влияния на коэффициент задерживания, водопроницаемость, диффузионную, осмотическую и электроосмотическую проницаемости и коэффициент распределения.

-математическое описание влияния режимных параметров на показатели процесса очистки и концентрирования - коэффициент задерживания, водопроницаемость, диффузионную, осмотическую и электроосмотическую проницаемость, сорбционную способность мембран.

- математическая модель процесса массопереноса в электробаромембранных аппаратах рулонного типа и инженерная методика расчета электробаромембранных аппаратов рулонного типа.

-конструкция аппарата рулонного типа, предназначенная для проведения процессов электробаромембранного разделения.

- методы очистки и концентрирования промышленных растворов производств полупродуктов оптических отбеливателей.

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы диссертационной работы докладывались на Всероссийской студенческой научно-технической конференции «Интенсификация тепло-массообменных процессов, промышленная безопастность и экология» (2005 г, Казань). На Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах ФАГРАН-2004» (Воронеж, 2004г.), на Российской конференции с международным участием «Ионный перенос в органических и неорганических мембранах» с приглашением широкого круга специалистов в области мембранных и сорбционных процессов (Туапсе, 2006г.) на XIX Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Воронеж, 2006г.), а также на научных конференциях аспирантов и преподавателей Тамбовского государственного технического университета (2003-2006гг.). Публикации. Материалы, отражающие основное содержание работы, изложены в 12 публикациях в научных журналах и сборниках трудов международных и российских конференций. Предложенная конструкция мембранного аппарата защищена патентом.

Структура и объем диссертации. Диссертация содержит 197 страниц машинописного текста, в том числе 56 рисунков, 9 таблиц и состоит из введения, 5 глав и обобщающих выводов. Список цитируемой литературы включает 127 наименований отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Впервые экспериментально исследованы основные кинетические характеристики массопереноса при электробаромембранном и обратноосмотическом разделении раствора сульфанилата натрия и сульфата натрия на мембранах МГА-90Т, ESPA, ОПМ-К, УФМ-50, УПМ-50. Показано, что при разделении водного раствора сульфанилата натрия 10 кг/м3 на мембране МГА-90Т значение коэффициента задерживания без наложения л электрического поля равен 0,78, а с наложением поля 2 А/м 0,95 на прианодной мембране, для мембраны ESPA 0.95 и 0,98 соответственно. На прикатодной наблюдается незначительное уменьшение коэффициента задерживания для МГА-90Т до 0,77, для ESPA до 0,86. Для раствора 100 кг/м3 для мембраны МГА-90 с 0,97 до 0,98 на прианодной мембраны, для ESPA с 0,82 до 0,87. При наложении электрического поля наблюдается увеличение водопроницаемости как для прикатодной так и для прианодной мембран. Для мембраны МГА-90Т для водного раствора сульфанилата натрия 10 кг/м3 без наложения

7 7 электрического поля оно составляет 9,4-10", с наложением 2 А/м для п 7 7 7 7 7 прианодной мембраны -11,1-10' м/м с, для прикатодной -12,2-10" м/м с. Аналогичная картина наблюдается и для мембраны ESPA без наложения ч ч ^ ч 1 л 7 3 7

10,2-10 м /м с, с наложение 12,4-10" м /м с и 15,7-10" м /м с для прианодной и прикатодной мембран соответственно.

2. Изучено влияние параметров процесса на диффузионную, осмотическую и электроосмотическую проницаемости и коэффициент распределения, необходимые для описания процесса массопереноса в электробаромембранных аппаратах. Получены необходимые инженерно-аппроксимационные зависимости для расчета кинетических характеристик процесса в диапазоне исследуемых концентраций (сульфата натрия до 10 л <5 кг/м ,сульфанилат натрия 10-300 кг/м ) и величин факторов наложенния на систему мембрана-раствор- давление (от 2 до 6 МПа, температура от 293 до 323К, напряжение электрического поля до 2 А/м2).

3. Разработана математическая модель массопереноса электробаромембранных процессов разделения растворов, основанная на уравнениях гидродинамики - Навье-Стокса, неразрывности потока и уравнении конвективной диффузии, как наиболее точно описывающей механизм процесса электробаромембранного разделения. Для учета наложения электрического поля дополнительно рассматриваются два потока: электроосмотический поток (перенос растворителя через мембраны) и миграционный поток (перенос растворенного вещества), который в свою очередь учитывается через коэффициент задерживания мембраны. Данная модель позволяет рассчитывать основные параметры процесса (поле концентраций в межмембранном канале, поле скоростей, а также все выходные значения концентрации раствора, концентрация в пермеате, производительность по пермеату и ретентату).

4. Проведена проверка адекватности разработанной математической модели и её приемлемость для описания процесса электробаромембранного разделения растворов в аппаратах рулонного типа.

5. Разработана инженерная методика расчета электробаромембранных аппаратов рулонного типа на основе уравнения массопереноса, позволяющая рассчитать необходимую площадь мембран для проведения процесса очистки и концентрирования.

6. Разработана и запатентована конструкция электробаромембранного аппарата рулонного типа. Данная конструкция позволяет интенсифицировать процесс разделения промышленных растворов.

7. Разработаны технологии очистки и концентрирования сульфанилата натрия в производстве оптических отбеливателей в каскадной схеме и по замкнутому контуру ретентата. Приведены примеры расчета электробаромембранного способа концентрирования сульфанилата натрия проточным способом с использованием каскадной схемы и по замкнутому циклу ретентата. При концентрировании по каскадной схеме с 100 до 300 кг/мЗ и объеме расхода стоков -10 мЗ/час выявлена эффективность использования электробаромембранного способа - при наложении электрического тока. Общее число элементов 682 в 7 ступенях, а без наложения 1071 в 10 ступенях, что говорит об уменьшении капитальных вложений при организации процессов очистки и концентрирования.

1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. 9-еизд. М.: Химия, 1973. - 752с.

2. Плановский А.Н., Николаев П.И. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. 3-е изд. М.: Химия, 1987. - 496с.

3. Родионов А.И, Клушин В.Н, Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1969. -526с.

4. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. М.: Химия,1986- 272 с. (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии.)

5. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.:1. Химия, 1975.-252 с.

6. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия. 1978.352 с.

7. Тимашев С.Ф. Физико-химия мембран. М.: Химия, 1988. - 240 с.

8. Н.В. Микасян, И.О. Степанян, М.А. Соломян, О.Х Микасян. Очисткасточных вод методом обратного осмоса //Промышленность Армении. -1982.№7.-С. 15-17.

9. Карелин Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом. М.: Стройиздат.1988.-208 с.

10. Хосид Е.В. Опыт внедрения новых мембранных методов водообработки стоков. Л. ЛДНТП, 1989. - 36с.

11. Духин С.С., Чураев Н.В., Ярощук А.Э. Обратный осмос и диэлектрические свойства мембран //Химия и технология воды. -1984. Т. 6, № 4. -С. 291-301.

12. Духин С. С., Сидорова М.П., Ярощук А.Э. Электрохимия мембран и обратный осмос. Л.: Химия, 1991. - 192 с.

13. Шарапова JT.A., Бурачевский И.И., Баев М.А. Осветление и стабилизация ликероводочных изделий при фильтрации через микрофильтрационные мембраны // Ферментная и спиртовая пром-ть. -1982. № 1.-С. 14-16.

14. Духин С.С., Чураев Н.В., Ярощук А.Э. Обратный осмос и диэлектрические свойства мембран //Химия и технология воды. -1984. Т. 6, №4. -С. 291-301

15. Брык М.Т., Цапюк Е.А, Ультрафильтрация. Kiee.: Наукова думка, 1989. -288 с.

16. Брык М.Т. Цапюк Е.А., Твердый А.А. Мембранная технология в промышленности. Киев.: Тэхника, 1990. - 247 с.

17. Палейчук B.C., Кучерук Д.Д., Срибная В.П. Особенности разделения водных растворов препарата этония методом обратного осмоса //Химия и технология воды.- 1983. Т.5, N3.-C.152- 155.

18. Духин С. С., Сидорова М.П., Ярощук А.Э. Электрохимия мембран и обратный осмос. JI.: Химия, 1991. - 192 с.

19. Хаммер М. Технология обработки природных и сточных вод. Пер. с англ. -М. Стройиздат, 1979.-400с.

20. Ковалева И.Г, Ковалев В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. -М.:Химия,1987 -160с.

21. Яковлев C.B., Краснобородько Н.Г., Рогов В.М. Технология электрохимической очистки воды JI.: Стройиздат, 1987. -312с.

22. Васильев Г.В. Очистка сточных вод предприятий текстильной промышленности. Изд-во «Легкая промышленность , 1969.- 236с.

23. Трейбал Р. 3. Жидкостная экстракция. М.: Химия, 1966. -724 с.

24. A.M. Когановский, Т.М. Левченко, В.А. Кириченко и др Адсорбция растворенных веществ /. Киев.: Наукова думка, 1977. -223 с.

25. Карелин Ф.Н. Обессоливание воды обратным осмосом. -М.: Стройиздат. 1988-208 с.

26. С.В. Поляков, В.Д. Волгин, Е.Д. Максимов, Ю.Е. Синяк Рассчет концентрационной поляризации в аппаратах обратного осмоса с плоскокамерным фильтрующим элементом // Химия и технология воды. -1982. -Т.4, № 4. с. 299-304.

27. Мулдер М. Введение в мембранную технологию (пер. с англ. Леонтьева А.Ю., Ямпольской Г.П.; под ред. Ямпольского Ю.П., Дубяги В.П.) 2001.

28. Хванг С. Т. Каммермейер К. Мембранные процессы разделения: Пер. с англ. /Под ред. Ю.И. Дытнерского. - М.: Химия, 1981. - 464с

29. Технологические процессы с применением мембран: Пер. с англ. Л.А. Мазитова и Т.М. Мнацаканян. /Под ред. Р.Е. Лейси и С. Лёба. / М.: Мир, 1976.-372 с.

30. С.В. Яковлев, А.Я. Кочергин, Ю.М. Ласков и др. Очистка производственных сточных вод/ М.: Стройиздат, 1979. - 320с.

31. Кестинг Р.Е. Синтетические полимерные мембраны, -М,: Химия, 1991, -336 с.

32. Matsuura Т., Sourirajan S. Reverse osmosis separation of organic acids in aqueous solutions using porous cellulose acetate membranes//Journal of applied polymer sciense. 1973. V. 17, №12. - P.3661 - 3682.

33. Matsuura Т., Sourirajan S. Reverse osmosis separation of hydrocarbons in aqueous solutions using porous cellulose acetate membranes//Journal of applied polymer sciense. 1973. V. 17, №12. - P.3661 - 3682.

34. Matsuura Т., Sourirajan S. Reverse osmosis separation of phenols in aqueous solutions using porous cellulose acetate membranes//Journal of applied polymer sciense. 1972. V. 16, № 10. - P.2531 - 2554.

35. Мацуура Т. Выделение веществ из водных растворов по методу обратного осмоса /Перевод с японского языка статьи из журнала "йки госай кагаку кёкай си", 1973, Т. 31, №9. С. 717-746 /Перевод №Ц-53579 ВЦП. М.- 1975.-98 с.

36. Sourirajan S. The sciense of reverse osmosis. Mehanisms, membranes, transport and applications// Pure and applied chemistry. - 1978. V. 50. P. 593 -615.

37. Герасимов Я.И. Курс физической химии. T. 1, M., «Химия» 1964. 624 с.

38. Ивара M. Механизм разделения расвторенных веществв методом обратного осмоса/Перевод с японского языка статьи из журнала «Хёмэи», 1978. Т. 16, №7. с. 399-412/ Перевод № Г-16892 ВЦП. М. 1981. -38с.

39. В.А. Шапошник, В.И. Васильева, О.В. Григорчук Явления переноса в ионообменных мембранах. -М.:МФТИ, 2001. 200с.

40. Кестинг Р.Е. Синтетические полимерные мембраны. М.: Химия, 1991. -336 с.

41. Накагаки М. Физическая химия мембран: Пер. с японск. М.: Мир. -255 с.

42. Дмитриева Н.С. Исследования влияния электрического поля на процесс ультрафильтрации: Дис. канд. техн. наук. М., 1983. - 120 с.

43. Гуцалюк В.М. Вариационная постановка задачи массопереноса в процессах разделения через мембраны под давлением //Тез. докл. 1У Всес. конф. по мембранным методам разделения смесей. М.: -1987. - Т. 4. -С. 13-15.

44. Николаев Н.И. Диффузия в мембранах. М.: Химия, 1980. -232 с.

45. Чалых А.Е. Диффузия в полимерных системах. М.: Химия, 1987. - 312с.

46. Чалых А.Е., Злобин В.Б. Современные представления о диффузии в полимерных системах //Успехи химии. 1988. - Т. 57, Вып. 6. - С. 903-928.

47. Рейтлингер С.А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия, 1974.-272 с.

48. Топе S., Shinohara К., Igorashi Y., Otake T.Separation of aromatic substances from aqueonssolutions using a reverse osmosis technique with thin, dense cellulose acetate membranes/ // Journal of membrane sciense. 1984. - V. 19, P. 195-208.

49. Гребенюк В.Д., Гудрит Т.Д. Осмотическая и диффузионная проницаемость гомогенных ионообменных мембран //Коллоидный журнал.- 1987.-Т. 49,№2. С. 336-339

50. Дубяга В.П., Перепечкин Л.П., Каталевский Е.Е. Полимерные мембраны. -М.: Химия, 1981.-232 с.

51. Карелин Ф.Н. Использование мембранной техники для очистки загрязненных промышленных сточных вод// ЖВХО им. Д.И. Менделеева.- 1987. -T.12.N3.- С. 237-245.

52. Певницкая М.В., Козина A.A., Евсеев Н.Г. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран //Изв. СО АНСССР Сер. Химическая. 1974, №4. - С. 137-141

53. Гнусин Н.П., Березина Н.П., Демина O.A. К вопросу об электроосмотической проницаемости ионообменных мембран //ЖПХ-1986.-Т. 59,-№3.-С. 679-682.

54. Гнусин Н.П., Демина O.A., Березина Н.П. Транспорт воды в ионообменных мембранах во внешнем электрическом поле // Электрохимия. 1987. - Т. 23, №9. - С. 1247-1249.

55. Березина Н.П., Гнусин Н.П., Демина O.A. Модельное описание электротранспорта воды в ионообменных мембранах //Электрохимия. -1990.-Т. 26,№9.-С. 1098-1104.

56. А.Т. Пилипенко,И.Г. Вахнин, И.Т. Гороновский и др Комплексная переработка минерализованных вод /. Киев.: Наукова думка, 1981. - 284 с.

57. Лазарев С.И, Коробов В.Б., Электроосмофильтрационное выделение низкомолекулярных органических веществ из водных растворов //Тез. докл. XIII сов. по электрохимии органических соединений, Тамбов, 1994. -С.155-157.

58. Лазарев С.И. Применение электроосмофильтрации для получения, концентрирования выделения органических веществ из водных растворов. // Тез. докл. II науч.-техн. конф.- Тамбов, 1994.- С.94-95.

59. Сухов Г.Д. Разделение многокомпонентных растворов электролитов методом электроосмофильтрации: Дис. .канд. техн. наук. -М., 1983.- 165 с.

60. Б.В, Дерягин, Н.В. Чураев, Г.А. Мартынов и др. Теория разделения растворов методом обратного осмоса / //Химия и технология воды. 1981.Т. 3, №2. - С. 99-104.

61. Мартынов Г.А., Старов В.М., Чураев Н.В. К теории мембранного разделения растворов. I. Постановка задачи и решение уравнений переносаЖоллоидный журнал. 1980. - Т. 42, №3. - С. 489-499.

62. Эрдеи-Груз Т. Явления переноса в водных растворах. -М.: Мир, 1976. -592 с.

63. Николаев Ю.Т., Якубсон A.M. Анилин. М.: Химия, 1984. -152 с

64. Дытнерский Й.И., Моргунова Е.П., Саенко В.М. Влияние постоянного электрического поля на проницаемость воды через обратноосмотические ацетатцеллюлозные мембраны /МХТИ. М, 1982. - 7 с. - Деп. в ВИНИТИ 27.04.82, №2353-82 Деп.

65. Духин С.С., Кочаров Р.Г., Л.Э.Р. Гутиеррес. Расчет селективности мембран при обратноосмотическом разделении многокомпонентных растворов электролитов с учетом межфазного скачка потенциала // Химия и технология воды. 1987, - Т.9, N2. - С.99-103.

66. Карлин Ю.В. Влияние электрического поля на ионный транспорт через обратноосмотические мембраны: Дис. .канд. хим. наук, М., 1984.-179 с.

67. Певницкая М.В., Козина A.A., Евсеев Н.Г. Электроосмотическая проницаемость ионообменных мембран //Изв. СО АНСССР Сер. Химическая. 1974, №4. - С. 137-141.

68. Райд К. Курс физической органической химии /Пер с англ. Под ред. В.А. СмитаМ: мир,1972,-151 С.

69. Справочник химика-М:Химия, 1964, -Т.2,-1168 С.

70. Адсорбция органических веществ из воды /A.M. Когановский, Т.М. Левченко, В.А. Кириченко и др. -К:Наукова думка, 1977, -223 С.

71. Адсорбция органических веществ из воды / A.M. Когановский, Т.М. Левченко, В.А. Кириченко и др, -Л/. ХИМИЯ, 1990, -256 С.

72. Карнаух Г.С., Костюк В.И. Концентрирование соленых стоков нефтеперерабатывающих заводов методом обратного осмоса// Химия и химическая технология топлив и масел. 1983.- N7. - С.38.

73. Гребенюк В.Д. Электродиализ. Киев.: Техника, 1976. - 160 с

74. Г.С.Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др ./ Основные процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1991. 496с.

75. Ostra J. R., Wejenberg D. S., Aufbereituhg von abwessern mittels umkerosmose und ultrafiltration/Technische mitteilungen. 1985. - V. 78, №12 -P. 608-615.

76. A.A. Ясминов, A.K. Орлов, Ф.Н. Карелин и др. Обработка воды обратным осмосом / М.: Стройиздат, 1978. - 122 с.

77. Агилар Перис. Явления переноса через мембрану / Перевод с японского статьи из журнала "Хёмэи", 1983. Т.5, С.34-45.

78. Срибная В.П., Кучерук Д.Д. Влияние растворенных органических веществ на полупроницаемые мембраны и способы стабилизации их обратноосмотических свойств //Химия и технология воды. 1981. - Т. 3, № 3. - С. 204-207.

79. Мембраны и мембранная техника. Каталог. Черкассы: НИИТЭХИМ, 1988.-32 с.

80. Брок Т. Мембранная фильтрация. Пер. с англ. М.: Мир, 1987.- 464 с.

81. Саладзе K.M., Пашков А.Б., Титов B.C. Ионнообменные высокомолекулярные соединения. -М.: ГХИ. 1960. - 356 с.

82. Духин С. С., Сидорова М.П., Ярощук А.Э. Электрохимия мембран и обратный осмос. Л.: Химия, 1991. - 192 с.

83. М.П. Сидорова, O.B. Арсентьев, Е.Е. Каталевский и др. Электропроводность и числа переноса ионов в обратноосмотических ацетилцеллюлозных мембранах / //Химия и технология воды. -1983. Т. 5, №6. - С. 496-499

84. Байков В.И., Зновец П.К. Ультрафильтрация в плоском канале с одной проницаемой поверхностью. // ИФЖ.- 1994.-1.12, №1.- с.32

85. Абоносимов O.A., Коробов В.Б., Коновалов В.И. Кинетика и технологические схемы обратноосмотического разделения сточных вод // Вестник ТГТУ. Тамбов: 2000. №3.- с. 425-434.

86. Абоносимов O.A., Лазарев С.И., Алексеев A.A. Математическая модель массопереноса в обратноосмотических аппаратах рулонного типа. // Труды ТГТУ: Сборник научных статей молодых ученых и студентов, Тамбов: ТГТУ, Вып.6.- с. 101-104.

87. Слесаренко В.Н. Опреснение морской воды. М.: Энергоатомиздат, 1991. -278 с.

88. Абоносимов O.A. Кинетика процесса массопереноса при обратноосмотическом разделении гальваностоков и сточных вод химводоочистки: Дис. .канд. тех. наук. -Тамбов, 2000. -196с.

89. В.И. Федоренко. Санитизация мембранных систем водоподготовки. Информационный бюллетень «Отраслевые ведомости. Ликероводочное произ водство и виноделие», № 2, 2002, с 6- 7.

90. Кирьян Б.В, Федоренко В.И., Сушинская Т.В. Стабилизация воды для последующей деминерализации методом обратного осмоса. // Химия и технология воды, т. 14, №9, (1992), с. 700 706.

91. Филиппов А.Н., Старов А.Н., , Глейзер C.B., Ясминов A.A. Математическое моделирование процесса микрофильтрации с помощью вероятностноситового механизма. // Химия и технология воды,

92. Торкунов A.M., Филиппов А.Н., Старов В.М. Вероятностная модель ситового механизма микрофильтрации полидисперсных суспензий. // Коллоидн. журн., 1992. Т.54. №5 С. 126-137.

93. Филиппов А.Н., Старов В.М., Лялин В.А. Образование гельслоя на поверхности мембраны (Квази-стационарное приближение) // Химия и технология воды, 1989. Т.11. №4. С.291-295.

94. Лялин В.А., Старов В.М., Филиппов А.Н. Классификация и математическое моделирование режимов ультрафильтрации // Химия и технология воды, 1990. Т.12. №5. С.387-393.

95. A.Ward, T.Laronge. Reverse osmosis. Chemical supplement thin-film composite membranes in RO sistems. Ultrapure water, September, (1998), pp. 21-26.

96. Ф.Ф.Чаусов, Г.А. Раевская. Комплексонный водно химический режим теплоэнергетических систем низких параметров, R.C Dinamics, Москва -Ижевск, (2002).

97. В.И.Федоренко. Основные критерии для технологического расчета и эксплуатации мембранных систем водоподготовки. Ж. Мембраны. Серия: Критические технологии, ВИНИТИ, РАН, Москва, № 17 (2003), с. 22-29

98. Морозова С.С., Бурачевский И.И., Барамидзе Г.А. Влияние катионного и анионного состава водок на их устойчивость при хранении // Ферментная и спиртовая пром-ть. 1983.- № 8.- С. 25-27.

99. Федоренко В.И., Кудряшов В.Л., Балюк И.З. Применение обратного осмоса в системах водоподготовки в ликероводочной промышленности //

100. ЦНИИТЭИПищепром, Обзорная информация, серия 24, вып. 12.-М., 1985.-24 с.

101. Кудряшов B.JI. Мембранные и биотехнологические процессы основа перспективных технологий утилизации зерновой барды // Там же. - С. 3538.

102. Бурачевский И.И., Воробьева Е.В. эффективные способы осветления полуфабрикатов и повышения стабильности напитков // АгроНИИПЭИПП, Обзорная информация, серия 24, вып.З. М., 1988. - 24 с.

103. Богданов А.П., Чураев Н.В., Эман М.И. Физико-химические характеристики обратноосмотических мембран с тонким делящим слоем //Коллоидный журнал. -1988. -T.50.N6. С. 1058-1061

104. Мембраны на основе ароматических полиамидов //Пластические массы. -1980, N11, -С.60.

105. Демидович Б.П., Марон И.А., Шувалова Э.З., Численные методы анализа -М: Наука, 1967, -268С.

106. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. Изд. 3-е -М:Высшая Школа, 1975, -568 с.

107. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. Изд. 2-е, -М.'Химия, 1976, -512С.

108. Лурье Ю.Ю. Рыбникова А.И, Химический анализ производственных сточных вод. Изд. 4-е перераб. И доп. -М,: ХИМИЯ, 1974, -336 С.

109. Глинка Н.Л. Общая химия -Л: ХИМИЯ, -1986 -704 с.

110. Выделение индивидуальных веществ из многокомпонентных растворов электролитов обратным осмосом. . /Л.Ф. Стерлина, A.B. Огневский., В.А. Михайлов, и др -1988, N8, -С.26

111. Измерение влагоемкости обратноосмотических мембран / С.И. Лазарев, O.A. Абоносимов, A.C. Горбачев, В.Л. Головашин // VIII науч. конф. ТГТУ: пленарные докл. и краткие тез. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. Ч. 1. С. 91-92

112. Лазарев, С.И. К вопросу расчета обратноосмотических аппаратов рулонного типа / С.И. Лазарев, O.A. Абоносимов, A.C. Горбачев // IX науч. конф. ТГТУ: пленарные докл. и краткие тез. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. С. 53-55.

113. Лазарев, С.И. Модель расчета аппаратов обратного осмоса рулонного типа / С.И. Лазарев, O.A. Абоносимов, A.C. Горбачев // Прикладная химия. 2004.1.11. Вып. U.C. 1844-1846.

114. Лазарев, С.И., Установка и методика определения диффузионной и осмотической проницаемости обратноосмотических мембран МГА-95К,

115. ОПМ-К/ С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, В.М. Стамов // Прогрессивные технологии развития: сб. науч. ст. по материалам междунар. науч.-практ. конф. 2004. Тамбов, 2004. С. 189-190.

116. Кузнецов, М.А. Определение изобарной теплоемкости нормальных алканов С7-С11 / М.А. Кузнецов, A.C. Горбачев // Теоретические основы химической технологии. 2005. Т.39. №4. С. 1-5.

117. Пат. 2268085 Российской Федерации « Электробамембранный аппарат рулонного типа / С.И. Лазарев, A.C. Горбачев, O.A. Абоносимов. опубликовано 20,01,2006 Бюл. № 02.

118. Лазарев С.И. Исследование кинетических характеристик обратноосмотического разделения водных растворов сульфанилата натрия /A.C. Горбачев, В.А. Шапошник, В.М. Стамов// Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79. Вып.5