Половолоконные мембраны

В настоящей работе проведено систематическое исследование в плане установления связи структуры асимметричной половолоконной мембраны с ее разделительными свойствами и поиск возможностей изменения структуры асимметричной мембраны в направлении достижения высоких сепарационных характеристик. [c.136]

Для проведения процессов мембранного газоразделения обычно применяют полимерные пленки и половолоконные мембраны, причем последние-в аппаратах высокой производительности. Для проведения процессов разделения газовых смесей используют аппараты, которые по конструкции принципиально не отличаются от мембранных аппаратов для жидкофазных процессов разделения. [c.332]

В оригинальной конструкции половолоконного модуля между пучками гидрофобных волокон находится жидкий раствор переносчика для облегченного транспорта. Этот принцип было предложено использовать для извлечения диоксида серы из воздуха. По одним пучкам волокон (F) течет очищаемый воздух, по другим — продувочный газ (5), а разделены они слоем раствора, играющего роль жидкой мембраны, как показано на рисунке. [c.430]

Разница между половолоконными и капиллярными модулями заключается просто в размерах, поскольку принципиально модули одинаковы. И снова в половолоконных модулях сырьевой поток может проходить внутри волокон или в межволоконном пространстве (см. рис. 111-7). При обратном осмосе сырьевые растворы протекают либо радиально, либо параллельно пучку полых волокон, в то время как пермеат протекает через полый канал внутри ка кдого волокна. Половолоконные модули представляют собой конфигурации с наибольшей плотностью упаковки, которая может достигать 30 ООО м /м . В качестве примера на рис. УП1-8 показан вариант модуля, в котором транспорт осуществляется из межволоконного пространства внутрь полых волокон. Перфорированная центральная трубка расположена в середине модуля, через нее входит сырьевой раствор. В этом варианте волокна собраны в петлю и расположены на одной стороне, а именно на стороне пермеата. Один из недостатков такой конфигурации модуля состоит в том, что в нем возможно образование каналов, по которым осуществляется преимущественный поток газа или жидкости. Это означает, что сырье предпочтительно течет через часть модуля, при этом эффективная поверхность мембраны снижается. Благодаря наличию центральной трубки сырьевой поток более рав- [c.437]

Другим направлением является создание половолоконных мембран с деформирующимся наружным слоем (рис. 5.24). В рабочем состоянии мембрана имеет внешнюю, омываемую жидкостью поверхность, соответствующую определенному радиусу. Деформация призвана разрушить образующиеся на поверхности агрегаты частиц посредством их механической деформации. Пульсационные движения газа в полых мембранах облегчают унос разрушенных отложений из модуля (см. рис. 5.24). [c.204]

Поддержание малых трансмембранных потоков (направленных поперек мембраны) возможно только для мембранных модулей, в которых достигается большая площадь поверхности мембран в единице объема модуля. Это условие выполняется для половолоконных мембранных упаковок, в которых достигается 50 тыс. м2 площади поверхности полых волокон в 1 мЗ упаковки. [c.201]

Существуют различные конструкции модулей, но все они сводятся к двум конфигурациям мембран — плоской и трубчатой. В плоскорамных (иногда их называют плоскокамерные) и спиральных модулях применяются плоские мембраны, тогда как в трубчатых, капиллярных и половолоконных модулях используются мембраны с цилиндрической или трубчатой конфигурацией. Как следует из табл. VHI-1, различия между вариантами этих типов модулей — количественные. Если трубчатые или половолоконные мембраны упакованы плотно и параллельно друг другу, тогда поверхность мембраны, приходящаяся на единицу объема, зависит только от диаметра труб- [c.432]

Характерные значения потока вещества при проведении процесса испарения через мембрану обычно не превосходят 2 кг/(м ч). Тогда нормальная к поверхности мембраны составляющая скорости жидкости вблизи поверхности не будет превосходить 6 10 м/с. Это примерно на порядок вели шны меньше, чем значения, характерные для процесса обратного осмоса. Поэтому обычно считают, что влиянием концентрационной поляризации на процесс массопередачи при испарении через мембрану можно пренебречь. Однако, как указывается в [8, 9], во многих практически важных случаях разделения жидких смесей путем испарения через мембрану концентрационная поляризация может оказывать существенное влияние на поток вещества через мембрану. Для предотвращения вредного влияния концентрационной поляризации толщина канала для подачи жидкости при использовании плоскорамных или спиральных модулей, или радиус полых волокон при использовании половолоконных модулей не должны превышать 0,2-Ю,5 мм. [c.433]

Мембраны из немодифицированных ПС и ПЭС используют в виде пленки и в форме полых волокон для процессов гиперфильтрации (ГФ), ультрафильтрации (УФ), микрофильтрацин (МФ) и газоразделения. Для УФ и МФ эти материалы используют индивидуально, а для ГФ и газоразделения — совместно с другими материалами. Они широко используются в качестве пористых подложек для ГФ [67] и в качестве основного барьерного слоя в половолоконных газоразделительных мембранах, которые используют последовательно с проницаемыми слоями из силоксанов или других эластомеров [44]. [c.139]

Наиболее вг1жное применение — это гемодиализ, при котором мембраны используются как искусственная почка для людей, страдающих почечной недостаточностью. Диализные мембраны могут полностью заменить почку и способны удалять токсические низкомолекулярные компоненты мочевину, креатинин, фосфаты и мочевую кислоту. Это достигается прокачиванием крови через диализатор, который, как правило, представляет собой половолоконный модуль, содержащих какую-либо из упомянутых мембран. Одно из главных требований, предъявляемых к мембранным материалам, — это их кровесовмести-мость. Часто в качестве антикоагулянта в кровь до ее поступления в диализную ячейку добавляют гепарин. Кроме токсичных компонентов через мембрану будут диффундировать также нетоксичные важные для организма растворенные низкомолекулярные вещества. Например, таким образом отделяются электролиты (ионы натрия и калия), если в качестве второй фазы взять чистую воду, а так как электролитный баланс очень важен для организма, при диализе в качестве фазы пермеата используют физиологические солевые растворы такие условия нивелируют движущую силу транспорта этих ионов. [c.359]

Половолоконные модули используют в случаях, когда сырьевой поток сравнительно чистый, например при газоразделении или первапорации. Еще один пример процесса, где можно использовать полово л оконные модули, — это обессоливание морской воды, также сравнительно чистого сырья. Конфигурация модуля, показанного на рис. УП1-8 (слева), используется при обратном осмосе. В газоразделительных модулях также используется конфигурация, при которой сырьевой поток диффундирует из межволоконного пространства внутрь волокна (см. рис. УП1-8), так как при этом удается избежать сильного перепада давления внутри волокна. При первапорации же лучше использовать конфигурацию, при которой сырье подается внутрь волокна и диффундирует в межволоконное пространство. В противном случае внутри волокна имело бы место возрастание давления. Однако при использовании коротких волокон в первапораци-онном модуле возможно противоположное направление транспорта через стенки мембраны. Еще одно преимущество подачи сырья внутрь волокна состоит в том, что очень тонкий селективный рабочий слой мебраны при этом лучше защищен, в то же время подача сырья в межволоконное пространство позволяет реализовать большую площадь поверхности мембраны. [c.438]

Принцип действия мембранного половолоконного оксигенатора и сочетание газоразделения с насыщением легкопроникающим компонентом жидкости. Закономерности массопереноса при насыщении жидкости газом через мембраны. Результаты лабораторных экспериментов по изучению влияния на оксигенацию парциального давления кислорода, режима газового потока, скорости жидкости. Оксигенация с образованием микропузырьковой газожидкостной среды и ее свойства [c.163]