The knowledge about membrane contactors is growing rapidly but is still insufficient for a reliable designing. This paper presents a new type of membrane contactors that are integrated with one of the following ways of separation by using absorbents, micelles, flocculants, functionalized polymers, molecular imprints, or other methods that are based on aggregation. The article discusses methods for designing multi-stage cascade, usually counter-current. At every stage of this cascade, relevant aggregates are retained by the membrane, while the permeate passes freely through membrane. The process takes place in the membrane boundary layer with a local cross-flow of the permeate and the retentate. So the whole system can be called a cross-counter-current. The process kinetics “k” must be coordinated with the permeate flux “J” and the rate of surface renewal of the sorbent on the membrane surface, s. This can be done by using ordinary back-flushing or relevant hydrodynamic method of sweeping, such as: turbulences, shear stresses or lifting forces. A surface renewal model has been applied to adjust the optimal process conditions to sorbent kinetics. The experimental results confirmed the correctness of the model and its suitability for design of the new type of contactors.
W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej CFD procesu separacji prowadzonego przy użyciu osadnika wirowego o standardowej konstrukcji oraz osadnika wirowego o zmodyfikowanej konstrukcji. Modyfikacja konstrukcji polegała na zastosowaniu zanurzonego króćca wlotowego oraz przegrody umieszczonej w osi aparatu. W celu przeprowadzenia symulacji wykorzystano oprogramowanie Simcenter™ FloEFD™ SC firmy Siemens. Przedstawione trajektorie ruchu cząstek data stałego potwierdzają powstawanie ruchu wirowego i umożliwiają wyznaczenie czasu przebywania cząstek wewnątrz aparatu oraz sprawność urządzenia przy zadanym obciążeniu hydraulicznym. Wyznaczono ponadto wartości spiętrzeń cieczy w aparacie. Zaproponowana modyfikacja konstrukcji wykazała wyższy stopień separacji w porównaniu do standardowego osadnika, gdzie materiałem badawczym były cząstki stałe ciężkie.
EN
The paper presents the results of a numerical CFD analysis of the separation process carried out using a standard-design swirl settling tank and a modified swirl setting tank. The modification involved using a submerged inlet and a baffle located in the center of the device. The Simcenter™ FloEFD™ SC software from Siemens was used to perform the simulations. The presented trajectories of solid particle movement confirm the formation of vortex flow and allow the determination of the residence time of particles inside the device and the efficiency of the equipment at a given hydraulic load. In addition, the liquid head values in the swirl settling tanks were determined. The proposed design modification showed a higher degree of separation compared to the standard swirl setting tank, where heavy solid particles were used as the research material.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.