Изотермические мембранные процесс

По сравнению с изотермическими мембранными процессами поляризационным явлениям в неизотермических процессах до сих пор уделялось мало внимания. В неизотермических мембранных процессах, таких, как мембранная дистилляция и термоосмос, транспорт через мембрану осуществляется, если температуры с обеих сторон мембраны различаются. В обоих указанных процессах наблюдается температурная поляризация, хотя они сильно отличаются друг от друга по структуре использующихся мембран, принципам разделения и областям практического использования. Подобно концентрационной поляризации в баромембранных процессах, сопряжение теплопереноса и массопереноса приводит к температурной поляризации. [c.416]

Большинство мембранных процессов являются изотермическими, и в них в качестве движущей силы выступают разность концентраций, давлений или электрического потенциала. [c.360]

Таким образом, если в пористой мембране удается организовать режим свободномолекулярного течения, проницаемость каждого компонента газовой смеси в изотермических условиях определяется структурными характеристиками мембраны, температурой и молекулярной массой газа и не зависит от давления. Разделительная способность является функцией только соотношения молекулярных масс и не зависит ни от свойств мембраны, ни от параметров процесса Г и Р. Из соотношения (2.52) следует, что для мембраны определенной структуры существует комплекс величин, сохраняющий постоянное значение при разделении любых смесей при любых значениях температуры и давления, если Кп>1 [c.57]

Капиллярный перенос, столь существенный в процессах сущ-ки, в мембранах не оказывает заметного влияния, поскольку в изотермических условиях при изотропной поровой структуре градиент капиллярного потенциала Ч , определяемый уравнением (2.41), равен нулю, однако капиллярная конденсация сужает сечение пор, снижает свободное сечение для газового потока, что приводит к падению проницаемости мембран. При больших значениях относительного давления Р Ру возникает фильтрационный перенос жидкой фазы под действием общего градиента давления, вычисляемый также по уравнению Козени— Кармана. Поскольку рж>Рг, проницаемость пористых мембран резко возрастает, как это отмечено для диоксида углерода и других веществ при проведении процесса вблизи линии насыщения [3]. [c.64]

Для получения чистых продуктов при параметрах исходной смеси необходимо повысить давление каждого проникшего потока от pi до Р в обратимом изотермическом компрессоре. Теплота процесса сжатия отводится в окружающую среду (в данном случае к исходной газовой смеси), а необходимая работа подводится извне. Очевидно, сумма работ, затраченных на изотермическое сжатие проникших потоков чистых газов от их мембранного парциального давления до исходного давления Р, определит минимальную работу полного разделения смеси. Используя термодинамическое тождество [c.231]

Рассмотрим идеальный процесс разделения исходной смеси на фракции. На рис. 7.2 показана схема идеального устройства для разделения смеси на фракции, включающие соответственно А/ компонентов (А,-ей). В отличие от схемы полного разделения, полупроницаемые мембраны установлены на входе в приемные камеры и обеспечивают обратимое смешение компонентов фракции. Температура во всех элементах системы одинакова. Давления в камерах также одинаковы и равны давлению исходной смеси. Мембранные парциальные давления р, и Ра соответствуют условиям мембранного равновесия чистого вещества и смесей в соответствующих камерах, затраченная извне минимальная работа разделения п молей исходной смеси на фракции с числом молей п,- определится как сумма затраченных работ обратимого изотермического сжатия чистых газов от их мембранных парциальных давлений р,, соответствующих равновесию с исходной смесью, до аналогичных характеристик Ра, равновесных газовым фазам фракций. Для одного моля исходной смеси минимальная работа разделения на фракции определится суммой [c.233]

Особенности процесса сжатия в мембранном компрессоре по сравнению с поршневым определяются большей относительной поверхностью охлаждения полости сжатия. Тепло от рабочего тела отводится через мембраны, что приближает процесс сжатия к изотермическому [c.78]

Бислои, состоящие из фосфолипидов с различными температурами фазового перехода, не имеют четкого фазового перехода в этих случаях осуществляется гораздо более плавный переход при котором жидкие и твердые липиды сосуществуют в равновесии в некотором диапазоне температур. Детальные фазовые диаграммы могут быть построены на основании калориметрических или спектроскопических данных [11]. Показано, что ионы кальция вызывают латеральное разделение фаз в мембранах, состоящих из смесей фосфатидилхолина и фосфатидилсерина этот результат сравним с влиянием ионной силы в процессе инициирования изотермического разделения фаз в бислоях, состоящих из фосфатидилсерина. [c.119]

В начале процесса резервуары В vi С заполнены газом при давлении 1 атм и в точках Е а F вставлены непроницаемые заслонки. Предоставим каждому газу расширяться изотермически и обратимо до давления, равного его парциальному давлению в резервуаре. Затем заменим заслонки полупроницаемыми мембранами, одна из которых проницаема только для кислорода, а другая — только для азота, и протолкнем оба газа при постоянном давлении в А. Благодаря полупроницаемости мембран давление, противостоящее проталкиванию каждого газа, равно только 2 атм, т. е. парциальному давлению газа, для которого мембрана является проницаемой. Процесс может быть обращен в любой момент цикла посредством бесконечно малого изменения сил, иначе говоря, работа, которая могла бы быть получена при смешении данного количества газов, может быть полностью использована для разделения того же количества газа. [c.81]

Ионный обмен как мембранное равновесие. Проблема равновесного распределения ионов по обе стороны полупроницаемой перегородки, возникшая в коллоидной химии в связи с изучением осмотических свойств коллоидных растворов, была решена в 1911 г. Доннаном 124]. Им было показано, что если коллоидный (условно — нацело диссоциированный) электролит RNa расположить по одну сторону мембраны, непроницаемой для коллоидного аниона R, а по другую сторону мембраны поместить, например, раствор поваренной соли, то в состоянии равновесия вследствие полупроницаемости мембраны процесс диффузии не приведет к выравниванию концентрации всех ионов в обоих нространствах. Из условия равенства максимальной работы иоиов в обратимом изотермическом процессе при равновесии нулю [c.90]

В большинстве случаев регенерация экстрагента и выделение экстракта осуществляются на принципе снижения растворяющей способности экстрагента через понижение давления (изотермический цикл) или изменение температуры (изобарический цикл) на этапе сепарации, что очевидным образом влечет за собой выпадение экстракта в виде жидкости или мелкодисперсной твердой фазы и возврат экстрагента в рецикл. В некоторых случаях для повышения экономичности на этапе сепарации при извлечении экстракта используют адсорбенты, мембранные элементы и даже дистилляцию. Сверхкритический экстракционный процесс, реализующий регенерацию на основе снижения давления, продемонстрируем на примере схемы пилотной установки [c.306]

Источником потерь эксергии в каналах мембранного модуля являются необратимые процессы течения газа, смешение газовых потоков различного состава и диффузионные процессы в пограничном слое. В изотермическом процессе (Т = Тср) потери эксергии можно вычислить, интегрируя диссипативную функцию по контрольному объему канала, прн этом из уравнения (7.42) следует исключить тепловой (JqXq) и реакционный (2 Т г л) члены. [c.256]

Ссьшки на оригинальные работы можно найти в [9]. Недостатком этих моделей является то обстоятельство, что они пригодш только для расчета изотермического процесса испарения через мембрану. Однако испарение проникших через мембрану компонентов со стороны ц ювой фазы приводит к охлаждению этой стороны мембраны. В результате в мембране возникает градиент температуры. В зависимости от условий цро1 каиия процесса, таких как скорость переноса компонентов через мембрану, состав исходной смеси, значения скрытых теплот испарения и теплоемкостей компонентов смеси, перепад температур может достигать нескольких градусов. [c.432]

Полимерные мембраны с высокой степенью кристалличности обычно менее проницаемы, чем аморфные мембраны. Считается, что молекулы пермеата, как правило, нерастворимы в кристаллических областях, и транспорт осуществляется в аморфной области. Поэтому кристаллизация приводит к уменьшению объема аморфного материала, в котором возможен перенос молекул пермеата, и увеличению извилистости пути через мембрану. Ла-зоский и Кобс [15] изменяли степень кристалличности полиэти-лентерефталата, который можно резко охлаждать при переводе из расплавленного состояния в аморфное, путем отжига за различные интервалы времени при температуре несколько выше 100 °С. Было установлено, что стационарное проникание водяных паров через эти мембраны уменьшилось при возрастании кристалличности от О до 40%. Рейтлингер и Ярко [16] наблюдали обратную зависимость между плотностью полимера и проницаемостью в процессе изотермической кристаллизации натурального каучука. Проницаемость зависит от микрокристаллической структуры полимерной мембраны, что также обусловливает линейную зависимость между влагопоглощением и долей аморфной фазы в целлюлозе [17]. Более того, при гидролитическом или бактериальном разрушении полимерных мембран в первую очередь и в сильной степени воздействию подвержена аморфная область [18]. Это явление было положено в основу экспериментального метода определения способности к деструк- [c.115]

В ЭТИХ уравнениях для компактности используется обозначение grad с. Плотность стоков — источников ус в правой части уравнений связана с изменением потоков переноса за счет х 1мических превращений. Во многих случаях кинетика химиче-ски.х превращений может быть описана формальной кинетикой /п-го порядка, т. о. ус = коС ". Если в процессе массопереноса существенную роль играет фильтрационный механизм, уравнения (2.160) и (2.161) следует преобразовать, используя закон Дарси. Пренебрегая гравитационными эффектами, получим следующие уравнения изотермического массопереноса в мембранах [c.124]

При осушке газа выделяется тепло адсорбции водяного пара, что приводит к повышению температуры и снижению влагоемкости осушителя. При увеличении давления отношение веса газа к весу водяного пара пропорционально возрастает. Так как количество выделяемого тепла пропорционально количеству адсорбированной влаги, то при увеличении весового соотношения газ/водяной пар процесс осушки с ростом давления стремится к изотермическому [1.79].. Если осушку ацетилена проводить при давлении 18—20 ат. то температура слоя адсорбента повысится не более чем на 1 град. Скорость газа в этом случае не должна превышать 20 mImuh. Осушка ацетилена под постоянным высоким давлением может быть осуществлена путем установки после осушителя мембранного регулятора давления до себя . [c.108]

Осмотические явления, связанные с переносом различных веществ через избирательно проницаемые мембраны, вносят значительный вклад в повреждение и защиту клеточных мембран на различных этапах криоконсервации. Каков ответ замкнутой системы (везикулы или клетки), окруженной избирательно-проницаемой мембраной, на перенос из одной среды в другую , которая отличается от первой составом (гипертоническая среда при изотермических условиях) Упрощенный анализ протекающих при этом процессов позволяет выявить ряд физических причин и закономерностей криоповреждения и криозащиты мембранных структур, особенно на начальном и конечном этапах цикла криоконсервирования. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология