Курсовая: Основы процессов получения фильтров и мембранных материалов
План.
Введение..............................3
1 Фильтры...........................4
1.1 Очистка воды фильтрованием. Принцип действия ...........4
1.2Общие сведения о фильтровании.................5
1.3 Режимы фильтрования......................6
2 Мембраны..............................8
2.1 Полупроницаемые мембраны.
2.2 Технология изготовления эластичных мембран..........
2.3 Основные направления развития мембранной техники и мембранных
технологических процессов.....................
Заключение...........................
Список литературы.......................
Введение.
Данная курсовая работа имеет целью научить студентов самостоятельной работе и
выделению полезной и нужной информации из многих источников.
Тема моего курсового проекта достаточно актуальна в наше время, поскольку
процессы фильтрования очень широко используются в химической промышленности и
смежных с ней отраслях. Значение процессов фильтрования возрастает с
увеличением масштабов производства. Знания физических основ процесса,
факторов, задающих режимы работы и качества производимого продукта позволяет
учёным наиболее полно использовать рациональные типы современного
оборудования фильтрации.
Проектирование и разработка фильтра в значительной мере зависят от того,
какие его характеристики нужно нам получить, то есть от формулировки
критерия.
Одной из типичных постановок задач является обеспечение выделения полезного
сигнала на фоне помех, отличающихся от полезного расположения спектральных
составляющих.
Специалисты, работающие в области фильтрования должны глубоко изучить
характерные черты этого сложного и многогранного процесса и существующие
способы его изучения, чтобы с учётов известных фактов самостоятельно и
обоснованно решать вопрос об окончательном выборе фильтра для той или иной
цели.
Поскольку данный курсовой проект состоит из двух самостоятельных и
обособленных частей, нельзя не упомянуть о не менее важной и значительной
роли мембранных материалов в современной жизни общества.
Уже порядка 10 лет в нашей стране продается одежда, созданная с
использованием мембранных материалов. Но многие потенциальные покупатели до
сих пор остаются в неведении относительно свойств мембран и поэтому
сомневаются в необходимости приобретения таких вещей. Примером
неосведомленности может служить следующий вопрос, услышанный автором статьи
от одного из покупателей: "Правда ли, что, надев куртку с Gore-Tex на
футболку и в -30 мерзнуть не будешь?". Ответ: "Да правда, потому что смерть
наступит очень быстро, и холода почувствовать не успеешь". Такая
неосведомленность конечно единичный случай, но она отражает общее положение
вещей. Данная курсовая работа - всего лишь попытка немного прояснить
ситуацию в областях и масштабах использования мембранных материалов.
Поскольку данная тема вызывает живой интерес учёных всего мира, в последнее
время написано много книг и журнальных статей, в какой-то степени
раскрывающих сущность и закономерности протекания процесса фильтрования и
использования мембранных технологий.
1 Фильтры.
1.1 Очистка воды фильтрованием. Принцип действия и основные понятия.
Процесс очитки воды фильтрованием заключается в её пропуске через пористую
среду, на поверхности или в порах которой при этом происходит накопление
частиц загрязнений, извлекаемых из очищаемой воды.
В зависимости от качества очищаемой воды, требуемой степени её осветления и
производительности установок применяют фильтры с различными устройством
пористой фильтрующей среды:
1. Фильтры с зернистой загрузкой, в которых в качестве фильтрующей среды
используют слой из зёрен различных материалов; зёрна величиной от 0,3 до 2
мм, высота слоя Ц от 0,5 до 2 мм. В качестве фильтрующей загрузки применяются
самые разнообразные природные и искусственные материалы: кварцевый песок,
дроблённый антрацит, дроблённый керамзит и др.;
2. Сетчатые фильтры, в которых в качестве фильтрующего слоя используются
сетки с мелкими отверстиями для задержания находящихся в воде взвешенных
частиц. Применяются разнообразные по конструктивному оформлению сетчатые
фильтры, в которых используются металлические сетки, ткань, стеклоткань,
сетки из синтетических материалов и т.п.;
3. Намывные фильтры, в которых фильтрующая среда образуется из
специальных порошков, вводимых в очищаемую воду и накапливающихся на каркасе
фильтра. В качестве фильтрующих порошков применяют диатомит, перлит,
древесную муку, кизельгур и пр.; каркас может быть выполнен из сетки или из
объёмных пористых элементов;
4. Фильтры, в которых в качестве фильтрующей среды используются
эластичные или жёсткие объёмные пористые материалы.
Доминирующее распространение в коммунальном водоснабжении получили
фильтровальные сооружения и устройства с зернистыми загрузками ввиду
относительной простоты регенерации фильтрующего слоя из зернистых материалов,
а также из-за меньшего, по сравнению с другими типами фильтров, необходимого
давления для пропуска воды через фильтрующую среду при одновременном
достижении необходимой степени очистки воды, а также возможности очистки
больших количеств воды.
В коммунальном водоснабжении распространены также и сетчатые фильтры
барабанного типа. Однако они в большинстве случаев не обеспечивают получения
воды питьевого качества и поэтому их используют лишь как вспомогательные для
предварительной, частичной очистки воды.
Несмотря на конструктивные особенности, каждый фильтр должен иметь следующие
элементы: корпус фильтра; зернистую фильтрующую загрузку; дренажно-
распределительную систему; систему отвода промывной воды; трубопроводы для
подачи и отвода осветляемой и промывной воды; запорную арматуру; контрольно-
измерительную аппаратуру.
Фильтры могут включать в себя и другие элементы, например поддерживающие
гравийные слои, устройства для подачи и распределения воздуха при
использовании водовоздушной промывки и т.п.
Производительность фильтровальных сооружений определяется скоростью
фильтрации, численно равной расходу воды, проходящему через 1 м2 площади
фильтра.
По конструктивному исполнению фильтры могут быть напорными и открытыми. Если
в напорных фильтрах давление в надзагрузочном пространстве создаётся
насосами, то в открытых фильтрах оно определяется высотой столба воды над
фильтрующим слоем, которая лимитирует высотным расположением водоочистных
сооружений
В основном идентичные по принципу действия используемые фильтровальные
сооружения и устройства классифицируются по ряду признаков: скорости
фильтрования; давлению, под которым они работают; виду и режиму промывки;
способу подготовки и обработки воды перед фильтрованием; конструктивному
оформлению всех основных элементов, из которых состоят фильтры. При этом
часто обеспечение тех или иных признаков определяет соответствующее
конструктивное оформление фильтрованных сооружений и устройств.
1.2 Фильтры-мембраны из углерод-углеродных материаловОбласти применения
Назначение фильтров - тонкая очистка жидких продуктов при микро- (0,1-10 мкм)
и ультрафильтрации (0,001-0,1 мкм).
Основные области применения фильтров-мембран:
производство пищевых продуктов (вода, пиво, соки, вина и другие спиртные
напитки, творог и т.п.)
очистка крови, плазмы и кровезаменителей
производство медицинских препаратов
очистка сточных вод
очистка нефтепродуктов
Описание
