Поли рст.ил вые волокна

Градиент давлений пермеата внутри полого волокна можно выразить с помощью уравнения Гагена — Пуазейля [c.174]

Сухой метод заключается в получении полого волокна из раствора с помощью фильеры, с последующим удалением растворителя на воздухе или в струе инертного газа. Для образования канала используют фильеры с иглой (рис. П-11, а), которая закреплена в центре отверстия фильеры. В некоторых случаях вместо иглы используют капилляр (рис. И-11,б), через который под давлением подают газ для получения капиллярного канала. [c.58]

При расчете приняты следующие допущения [17] исходный газовый поток подается на активный слой мембраны поток в пористом слое направлен перпендикулярно к поверхности мембраны сопротивлением пористой подложки можно пренебречь, т. е. падения давления в пористом слое не происходит перемешивание пермеата различного (по длине канала) состава в пористом слое не происходит перенос в пористом слое происходит преимущественно конвекцией коэффициенты проницаемости компонентов разделяемой смеси не зависят от давления и концентрации движение потока пермеата внутри волокна описывается уравнением Гагена — Пуазейля деформацией полого волокна под действием разности давлений можно пренебречь. [c.173]

Расчет модуля с полыми волокнами [c.168]

В современных конструкциях модулей с полыми волокнами длина волокон, как правило, намного превышает длину корпуса. Газ в так называемом межтрубном пространстве даже при малых скоростях сильно перемешан (рис. 5.6). Степень перемешивания значительно увеличивается в случае, если пермеат выводится из межтрубного пространства, а исходный поток подается на разделение внутрь полых волокон. При этом в любом случае поток внутри волокон перемещается в поршневом режиме [2, 7]. [c.168]

Конструкции модулей на полых волокнах с подачей исходной смеси в межтрубное пространство и выводом пермеата из внутреннего пространства волокон находят все большее применение для определения поверхности мембран систему уравнений (5.59), (5.60) удобнее всего решать прямым численным интегрированием с последующей итерацией. [c.169]

Уравнения (5.68) и (5.84) —(5.88), выведенные для расчета рулонного модуля, можно применить также к расчету модуля на полых волокнах с перекрестным током в напорном и дренажном каналах. Такая организация потоков возможна в половолоконном модуле с вводом исходной смеси через пористую трубу, установленную по оси модуля (рис. 5.11). В этом случае уравнения (5.85) и (5.89) необходимо несколько видоизменить [c.177]

Для модуля с полыми волокнами профиль давлений пермеата, рассчитанный по уравнению (5.86), является усредненным. В действительности же он несколько изменяется от волокна к волокну. [c.177]

Рис. 5.11. Устройство модуля на полых волокнах с перекрестной организацией потоков

В модуле с симметричными мембранами (в виде сплошных пленок толщиной 15—30 мкм и сплошных или непористых полых волокон) взаимное направление газовых потоков в напорном и дренажном каналах существенно влияет на эффективность разделения, причем наиболее рациональна схема с про-тивоточным движением. В модуле с высокопроизводительными асимметричными или композиционными мембранами влияние организации на эффективность разделения неоднозначно и в значительной степени зависит от профиля давлений в пермеате. Наиболее сильно это проявляется при использовании модулей с полыми волокнами. [c.180]

На рис. 5.13 представлены расчетные значения профилей давления и потока в дренажном пространстве модуля с полыми волокнами для трех вариантов движения потоков прямо-, противо- и перекрестного тока. Из рисунка видно, что в случае противотока потери давления в дренажном пространстве наименьшие. Это объясняется тем, что основная масса пермеата формируется на коротком участке вблизи места ввода исходной смеси на разделение. При прямотоке основная масса проникшего через мембрану газа образуется на максимальном удалении от места вывода пермеата, следствием чего являются большие гидравлические потери. Однако основная масса пер- [c.180]

Ацетат целлюлозы №ар=0,8 мм, d, = = 0.5 мм, полое волокно) [c.315]

Из приведенных в таблице данных можно сделать вывод, что при низких значениях уг (модуль работает на исчерпывание целевого компонента) противоточная схема более выгодна и в отношении более высокой концентрации пермеата, и в отношении производительности модуля. При более высоких значениях Уг организация потоков в напорном и дренажном пространствах практически не влияет на эффективность работы модуля с асимметричными или композиционными мембранами (в том числе и в виде полых волокон). На рис. 5.14 представлены результаты расчетов модуля с полыми волокнами, причем расчет проведен как для симметричных (сплошных), так и для асимметричных волокон. Расчетные данные подтверждаются результатами экспериментов, проведенных на модуле с асимметричными полыми волокнами, особенно при малых значениях коэффициента деления потока 0. При больших значениях 0, равных 0,24—0,28, результаты экспериментов для прямо- и противотока не совпадают, что можно объяснить продольной (обратной) диффузией в пористом слое мембраны. [c.181]

Влияние продольной диффузии (молекулярной или кнудсеновской, в зависимости от размера пор) в порах подложки тем больше, чем больше проницаемость компонентов через селективный слой мембраны и коэффициент деления потока 0. При этом увеличивается (или уменьшается, в зависимости от организации потоков) разность между концентрациями распределяемого компонента на границе селективного и пористого слоев мембраны у и содержанием этого компонента внутри полого волокна Уа. При противотоке концентрация у на границе селек- [c.181]

Наибольшая плотность упаковки мембран — до 60000 м /м рабочего объема аппарата — достигается в аппаратах с мембранами в виде полых волокон или стеклянных капилляров. Так, например, плотность упаковки мембран в аппарате на ос-лове полых волокон диаметром 36 мкм с толщиной стенок 9— 10 мкм равна 50000 м /м [14, 15]. Полые волокна, применяемые в аппаратах этого типа, могут быть как изотропными, так и анизотропными (асимметричными или композиционными) по структуре. Существует несколько вариантов конструкции модулей на полых волокнах. Первый по устройству аналогичен од- [c.192]

Таблица 8.5. Результаты испытания мембранной установки на полых волокнах в процессах нефтехимии [40]

Разновидностью тонких полупроницаемых мембран являются полые волокна (симметричные — изотропные и асимметричные — анизотропные). Их внутренний диаметр 20—100 мкм при толщине стенки 10— 50 мкм (рис. П-Ю). Для получения полупроницаемых полых волокон применяют следующие основные методы сухой, сухо-мокрый, мокрый и формование из расплава. [c.58]

В аппарате (рис. 11-16,6) пленка образуется на обоих электродах при давлении паров 10—1000 Па, расстоянии между электродами 5— 40 мм и частотах от 50 Гц до 2 МГц [90]. Размер и форма мембран, которые могут быть приготовлены в тлеющем разряде осаждением на электроде, определяются размером и формой электрода. По этой причине безэлектродный тлеющий разряд, по-видимому, является более перспективным способом приготовления мембран, так как осаждение полимера происходит на любой поверхности, находящейся в зоне тлеющего разряда (плоские ленты, трубки, полые волокна). [c.78]

ПАРАТЫ С ПОЛЫМИ ВОЛОКНАМИ (ФЭВ) [c.156]

Следует отметить, что некоторые конструкции предусматривают возможность подачи разделяемого раствора как с наружной поверхности волокон, так и внутрь капилляра полого волокна. Кроме того, для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации на рабочие характеристики процесса разделения в аппаратах применяют различные распределительные устройства и турбулизаторы. [c.157]

Аппараты на основе ФЭВ с параллельным расположением волокон. Первый аппарат с полыми волокнами, разработанный фирмой Доу [c.157]

Аппараты на основе сферических ФЭВ. Мембранный аппарат этой конструкции представлен на рис. 111-45 [141]. Его фильтрующий элемент сферической формы 2 имеет сферический сердечник 5, на который намотаны полые волокна 3. Сердечник 5 снабжен конусами 6 и поддерживающей осью 8, необходимыми при изготовлении фильтрующего элемента, а также отверстиями для перемешивания и движения разделяемой жидкости из одной половины аппарата в другую. Открытые концы полых волокон закреплены в кольцевых трубных решетках 7, [c.159]

Идеальное перемешивание в напорном канале. На практике такая организация потоков встречается в аппарате на полых волокнах при подаче исходной смеси в межтрубное пространство модуля и отводе пермеата из капиллярного пространства. В этом случае в любой точке полости высокого давления yi—yu, а это, в свою очередь, приводит к тому, что в любом месте дренажного пространства yiA=yip- Тогда из системы (5.100а) после ее интегрирования получим для i-ro и /-го компонентов [c.185]

Хвангом и Дж. М. Торманом на примере мембранного колонного аппарата на полых волокнах [24, 25] при усло вии противоточного движения потоков в напорных и дренажных каналах в режиме идеального вытеснения. При этом принимали следующие допущения исходная смесь газов подается внутрь полых волокон — в трубное пространство колонны геометрические размеры волокон, вязкость и плотност газовой смеси, коэффициенты проницаемости компонентов являются функцией изменяющегося давления в напорном пространстве аппарата (Р1) температура в колонне и давление в дренажном пространстве (Рг) постоянны. [c.216]

На рис. 6.14 дано сравнение экспериментальных и расчетных значений высоты мембранной колонны для разделения воздуха при работе с бесконечно большим флегмовым числом [24]. В качестве мембран (л = 35 шт.) использованы полые волокна из силиконового каучука 0 610X186 мкм. Внутренний диаметр опытной ячейки (мембранной колонны) 7,94 мм, толщина стенки 1,59 мм. Давление на выходе из компрессора поддерживали равным 0,223—0,227 МПа в дренажном (межтрубном) пространстве давление было равно атмосферному. Интересно отметить, что в напорном пространстве колонны давление изменялось не более чем на 0,009 МПа. [c.220]

Расчет мембранной колонны можно проводить по методам матричного исчисления [26]. С.-Т. Хваиг и Ш. Галчи [27] исследовали процесс выделения метана из бинарных и тройных смесей в системах СО2—СН4, СН4—N2 и СО2—СН4—N2 на мембранной колонне общей высотой 5,5 м (высота укрепляющей и исчерпывающей частей соответственно 2,76 и 2,74 м). В качестве мембран использовали полые волокна из силиконового каучука (34 волокна в аппарате), средний внутренний и виёшний диаметры которых составляли соответственно 0,123 и 0,310 мм. [c.221]

Продувочные газы циклических процессов обычно находятся под высоким (до 5,0—10,0 МПа) давлением, поэтому разность давлений — движущая сила массопереноса через мембрану — может быть большой. Гидравлическое сопротивление мембранной аппаратуры в этом случае существенной роли не играет и выбор конструкции определяют другие параметры, в основном плотность упаковки мембран. Поэтому наибольщее распространение в установках извлечения водорода нашли модули на полых волокнах, например мембранный модуль Пермасеп (рис, 8.3) [25]. [c.276]

ГИАП совместно с НПО Химволокно разработал и испытал аппарат на полых волокнах из фторопласта-42 (сополимер тетрафторэтилена с гексафторэтилеиом). Размеры волокон бОх Х9,0 мкм. Рабочий объем аппарата 0,2435 м , рабочая поверхность мембран 4200 м , т. е. плотность упаковки 17 000 м /м . Установки с одним мембранным модулем способны концентрировать водород из его смеси с азотом (2300 м /ч), степень выделения Н2 при перепаде давлений на мембране 2,74 МПа составляла 75,8 /о [27]. [c.276]

Наи большее промышленное применение для выделения водорода получили установки фирмы Монсанто , разработанные и внедренные в 70—80-х годах [30, 31, 33—35] на основе мембраниого модуля с полыми волокнами Призм (рис. 8.4). Мембрана, применяемая в этих модулях, представляет собой асимметричное полое волокно на основе полисульфона, на внешнюю поверхность которого нанесен тонкий диффузионный слой из пол1иорганосило1ксана, обладающего высокой газопроницаемостью, но сравнительно низкой селективностью. [c.277]

Мембраны. Для селективного выделения СО2 и НгЗ из смесей газов, содержащих в основном метан, в промышленном масштабе опользуют только полимерные (асимметричные или композиционные, плоские или в виде полых волокон) мембраны. В табл. 8.8 представлены характеристики мембран, полученных из наиболее перспективных полимерных материалов, применяемых для этих целей (в том ч И Сле и для получения гелиевого концентрата). Как видно из таблицы, лучшим. комплексом свойств для выделения СО2 и НгЗ обладают плоские асимметричные мембраны из ацетата целлюлозы, ультратонкие (с толщиной селективного слоя до 200 А) мембраны из сополимера поликарбоната с полидиметилоилоксаном (МЕМ-079), а также полые волокна на основе ацетата целлюлозы и полые волокна из полисульфона с полиорганосилоксаном типа КМ Монсанто . Перспективным представляется использование для очистки газов от СО2 и НгЗ высокоселективной мембраны на основе блок-сополимера Серагель [56]. [c.286]

Лримечания. 1. МЕМ-0,79 Дженерал электрик — сополимео поликарбоната с полидиметилсилоксаном МУ Шор 40 (70) — полые волокна производства ФРГ (г. Дортмунд), материал не указывается. [c.289]

В 1985 г. фирма Монсанто ввела в эксплуатацию промышленную установку очистки биогаза, полученного из городских стоков с помошью аппаратов на полых волокнах Призм [67]. Газ на разделение подают под давлением 2,0 МПа. В результате очистки концентрация СО2 снижается с 34 до 2% (об.). Минимальная нагрузка по исходному газу составляет 300 м /ч. Срок окупаемости установки менее 6 лет, причем с повышением расхода очищаемого биогаза этот срок существенно уменьшается. [c.303]

Высо-копроизводительные мембраны на основе полиоргано-силоксанов имеют сравнительно низкий фактор разделения, поэтому (кроме мембраны Р-11) широкого применения в мембранных аппаратах разделения воздуха не нашли. Исключение составляет композиционная мембрана в виде полых волокон Монсанто , в которой селективность разделения определяется материалом матрицы (полисульфон), в то время как сплошной слой (пол1иорганосилоксан) определяет производительность мембраны. Эта мембрана, как впрочем и другие в виде полых волокон (например, высокоселективная мембрана на основе поли-эфиримида), широкого промышленного применения в процессах разделения, целевым продуктом которых является обогащенный до 35—60% (об.) кислородом поток, пока не получила. Объясняется это, очевидно, высоким гидравлическим сопротивлением модулей с полыми волокнами. Однако в технологических процессах, протекающих при повышенных давлениях [например, при получении в качестве целевого продукта технического — до 95% (об.) — азота], использование аппаратов на основе полых волокон оказывается, учитывая высокую плотность упаковки, эффективным. [c.308]

Пермеат, получаемый при атмосферном давлении, с концентрацией кислорода 22—24% (об.) может быть использован для интенсифицирования сжигания топлива. Необходимо отметить, что аппараты с мембранами в виде полых волокон для целей получения технического азота весьма эффективны. Так, по данным Монсанто , себестоимость мембранного азота более чем в два раза ниже криогенного [96]. Мощность действующих устано вок на основе модулей на полых волокнах достигает 1540 м ч (нагрузка по исходному воздуху) [96] и 450 м ч обогащенного до 95% (об.) азота (мембрана — полые волокна из ацетата целлюлозы фирмы Доу Кемикл ) [38, 97, 98]. [c.313]

Газовую смесь, содержащую радиоактивные криптон и ксенон в смеси с аргоном, после реактора направляют в ловушку, в которой уровень радиации, благодаря распаду короткоживущих изотопов, несколько снижается и газ охлаждается до обычной температуры. Далее смесь газов подают на мембранную установ1ку. Радиоактивные Кг и Хе, выделяющиеся в качестве пермеата в укрепляющей части каскада мембранных элементов (мембрана — полые волокна из силиконового каучука d ap=635 мкм, вн = 305 мкм), направляют на хранение в газгольдер, продолжительность хранения в котором определяется уровнем радиации. Сбросной поток возвращают в реактор, поэтому нет необходимости в исчерпывающей части каскада. [c.319]