Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Пористая подложка

    Состав смеси меняется по степенному или экспоненциальному закону в диффузионных пограничных слоях напорного и дренажного каналов, примерно линейно — в мембране и пористой подложке и скачкообразно — на поверхности раздела. Каждую из областей можно рассматривать как открытую неравновесную подсистему, а мембранный элемент в целом — как открытую систему, состоящую из четырех подсистем, разграниченных поверхностями раздела. На основе представлений о локальном термодинамическом равновесии концентрации компонентов на границах раздела подсистем находят из условия равенства химических потенциалов этих компонентов в каждой из сопрягающихся подсистем. Газовые смеси в напорном и дренажном каналах представляют однородные объемные фазы, поэтому химический потенциал каждого из п компонентов газовой смеси зависит только от давления, температуры и состава смеси  [c.11]


    Состояние сплошной движущейся среды описывается системой дифференциальных уравнений (включающей уравнения неразрывности, движения, энергии и диффузии) при определенных начальных и граничных условиях. Для каналов мембранных элементов граничные условия, помимо геометрических факторов, характеризуют входные профили скорости, концентрации и температуры, а также условия массопереноса через мембрану и пористую подложку. Кроме перечисленных соотношений, используют термическое уравнение состояния газовой смеси, а также дополнительные соотношения, позволяющие рассчитать коэффициенты вязкости, теплопроводности и диффузии как функции температуры, давления и состава смеси. [c.121]

    Газ в напорном и дренажном каналах может двигаться прямотоком, противотоком и перекрестным током. Варианты организации потоков представлены на рис. 5.1. Массовые потоки в мембране и пористой подложке ориентированы по нормали к поверхности мембраны. [c.157]

    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]

    Проницание газа через пористую подложку не сопровождается изменением состава, поэтому величина Лпп равна убыли эксергии энтальпии проникшего потока на границах подложки  [c.258]

    А и В — см. табл. 8.1 Г — композиционные мембраны на пористой подложке. [c.331]

    Детальное изучение структуры ацетатцеллюлозной мембраны с помощью электронного микроскопа [50] выявило не два, а три слоя (А — активный слой, В — подслой, С — пористая подложка), различающиеся по размеру пор. Соотношение толщин А-слоя (6а) и В-слоя (бв) зависит от технологии приготовления мембран, в частности от времени испарения растворителя (рис. И-З). Важное следствие из этого рисунка — снижение толщины активного слоя с увеличением времени испарения растворителя, что необходимо у читывать при разработке технологии получения полупроницаемых мембран. [c.49]


    Пористые подложки имеют большую внутреннюю поверхность и являются хорошими адсорбционными материалами. Поэтому разрежение в системе, в которой происходит плазменная полимеризация, зависит и от того, насколько сильно газы или пары удерживаются пористой [c.80]

    ПОДЛОЖКОЙ. Некоторые газы и пары (особенно водяной пар), сорбированные гидрофильной пористой подложкой, трудно удаляются с помощью вакуумирования и остаются в системе, вызывая неконтролируемые эффекты в процессе плазменной полимеризации. [c.81]

    Наиболее разработана технология получения осажденных мембран на основе окиси графита. Для приготовления таких мембран [92] применяется окись графита (ОГ), получающаяся окислением химически очищенного кристаллического чешуйчатого графита высокой чистоты смесью сильных окислителей. Окись графита получают в виде водной суспензии концентрацией 0,01%. Затем ОГ из суспензии осаждается на пористой подложке. После высушивания при комнатной температуре наносится следующий слой ОГ. Установлено, что оптимальное число слоев пленок из ОГ на пористой подложке лежит в пределах примерно от 6 до 10. [c.82]

    Процесс образования динамических мембран. Полупроницаемый слой, формирующийся на поверхности пористой подложки в результате сорбции диспергированных частиц, в большинстве случаев находится в динамическом равновесии с раствором. Время достижения равновесия зависит от условий эксперимента и обычно составляет несколько часов. Рис. П-18, а иллюстрирует процесс образования динамических мембран и их разрушение после удаления из раствора коллоидных частиц. Как видно из рисунка, образование мембраны выражается в повышении селективности и снижении проницаемости. Затем наступает равновесие селективность и проницаемость не изменяются. Если прекратить добавление в раствор дисперсных частиц, селективность в течение нескольких часов падает до нуля, а проницаемость возрастает. [c.86]

    Пористые подложки. Материал и форма подложки не оказывают заметного влияния на характеристики динамических мембран. С успехом применяются пористые графитовые, стеклянные, фарфоровые и металлические трубки и пластины, ультрафильтрационные полимерные пленки и т. п. Размер пор подложки не имеет существенного значения в широком диапазоне их изменения. Изучалось влияние этого фактора для динамических мембран, получаемых на ультрафильтрах фирмы Сарториус из нитрата целлюлозы. Полученные данные, представлен- [c.88]

    Ацетатцеллюлозные мембраны не пригодны для этой задачи, так как задерживают примерно в равной степени катионы и анионы. Используя же дисперсные добавки, образующие на пористых подложках положительно или отрицательно заряженный слой, можно добиться соответственно отделения только катионов или анионов. Причем, если ионы многовалентные, то динамические мембраны по селективности почти не уступают ацетатцеллюлозным (табл. И,11). [c.90]

    Для исследования характеристик полупроницаемых мембран может быть использована установка (рис. 111-1) с циркуляцией раствора в системе с помощью плунжерного насоса 1. Раствор из расходной емкости 3 проходит через фильтр предварительной очистки 2 в гидроаккумулятор 5 для сглаживания колебаний давления, предварительно заполненный инертным газом (азотом) до давления, составляющего 30—40% от рабочего. Рабочее давление регулируется с помощью дроссельного вентиля 8 и контролируется по показаниям манометра 6. Далее раствор поступает в разделительную ячейку 9, пройдя которую возвращается в расходную емкость 3. Фильтрат собирается в сборник 10. Байпасная линия 4 предусматривается для удобства обслуживания установки промывки насоса и системы, смены раствора и т. п. Для проведения опытов по изучению влияния температуры раствора на характеристики процесса поверхность гидроаккумулятора 5 покрывают нагревательной электрической спиралью, а регистрирующий термометр помещают на выходной линии после дроссельного вентиля 8. Разделительная ячейка может быть различной конструкции, но обязательным ее элементом является пористая подложка под мембрану, которая воспринимает рабочее давление, но должна свободно пропускать к сливному отверстию проникающую через мембрану жидкость. [c.110]

    Процессы мембранного разделения газовых смесей основаны на различной проницаемости компонентов газов через жесткую селективно-проницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны. Селективно-проницаемая перегородка состоит из собственно мембраны, пористой подложки и конструктивных деталей, обеспечивающих механическую прочность. [c.74]

    Сплошные диффузионные мембраны обладают большим гидродинамич. сопротивлением, поэтому их следует применять в виде закрепленных на пористых подложках ультратонких пленок толщиной 0,02-0,04 мкм. Процесс используют для разделения азеотропных смесей, жидких углеводородов, водных р-ров карбоновых к-т, кетонов н аминов, смещения равновесия в хим р-циях путем удаления одного из продуктов (напр., воды при этерификации), очистки сточных вод и др. [c.26]


    Составные М. р. изготовляют нанесением на пористую подложку из полимера, стекла, керамики или др. тонкого (одного или неск.) слоя полимера (напр., погружением подложки в р-р полимера, поливом его, межфазной поликонденсацией или полимеризацией мономеров в низкотемпературной плазме, напылением). [c.32]

    Наиб, распространенная форма М. р.-пленка, формуемая на машинах ленточного или барабанного типа. Для повышения мех. прочности и стабильности формы изготовляют на пористых подложках, напр, тканях, сетках, нетканых материалах. Пленочные М. р. используют в плоскокамерных аппаратах (типа фильтр-пресса) и рулонных тонкие полимерные пленки осаждают на внутр. пов-сти пористых трубок (неск. штук собирают в одном корпусе) полые волокна укладывают параллельно или под углом друг к другу в пластмассовом корпусе н склеивают в торцевых частях (см. также Мембранные процессы разделения). [c.32]

    Наименьшей ячейкой мембранного массообменного устройства является мембранный элемент, состоящий из напбрного и дренажного каналов, разделенных селективно-проницаемой перегородкой. Тип элемента определяется геометрией разделяющей поверхности (плоские, рулонные, трубчатые, волоконные) и организацией движения потоков газа (прямо-и противоточные, с перекрестным током, с рециклом разделяемой смеси и т. д.). Напорный канал элемента плоского типа образован селективно-проницаемыми стенками, ориентированными горизонтально или вертикально. В элементах трубчатого типа напорный канал ограничен внутренней поверхностью одной трубки или наружной поверхностью нескольких соседних трубок. Разделительная перегородка обычно состоит из собственно мембраны, пористой подложки и конструктивных деталей, обеспечивающих механическую прочность и жесткость. Массовые потоки в мембране и пористой подложке ориентированы по нормали к разделяющей поверхности. [c.10]

    Область П на рис. 1.1 представляет комбинацию матрицы исходного материала мембраны и компонентов разделяемой газовой смеси матрица может оказаться однородной или гете-рофазной. Пористая подложка (если таковая имеется в мембранном элементе) всегда гетерофазна. Состояние проникающих компонентов в мембране и подложке в общем случае ха- [c.11]

    В зависимости от размера пор, все пористые среды принято делить на три класса микро- и макропористые тела и структуры с переходными порами. Предельный радиус мнкропор не превышает 15 Л, т. е. молекулярных размеров, поэтому практически все пространство микропор находится в поле действия поверхностных сил. Адсорбционный потенциал в микропористых телах заметно выше, чем в других пористых системах. Характерный размер макропор условно принимают более 2000 А удельная поверхность тел с подобной структурой сравнительно невелика, так что влияние адсорбционных сил на процессы, протекающие в этих средах, незначительно. Более того, при стандартных условиях ( =25°С, Р = 760 мм рт. ст.) для большинства газов в каналах макропористых тел обычно реализуется континуальное течение, исключающее процесс разделения смеси. Поэтому макропористые тела используют в мембранной технологии в качестве дренажной системы (пористой подложки). [c.39]

    Определение интегрального коэффициента проницаемости асимметричных мембран замет о усложняется. Это обусловлено анизотропностью структуры пористой подложки и неопределенностью границы диффузионного слоя (фактически имеется не граница, а область перехода от сплошной матрицы мембраны к пористой). Расчет скорости массопереноса пористых сред анизотропной структуры основан на использовании дифференциальных функций распределения пор, зависящих от координаты [9]. Экспериментальная оценка этих функций трудоемка и ненадежна, поэтому опытные значения Л асимметричных мембран часто относят к условной толщине селективного слоя, полагая сопротивление массопереносу пористой основы пренеб- [c.84]

    В уравнениях (4.7) и (4.8) р/ и р" — парциальные давления компонентов газовой смеси у стенок напорного и дренажного каналов бт и Л, — эффективная толщина и интегральная кинетическая характеристика разделительной перегородки, включающей мембрану и пористую подложку. Если сопротивление массоперено1су в подложке незначительно, величины бт и Лг характеризуют толщину и проницаемость мембраны. Как показано в гл. 3, коэффициент проницаемости мембран определяется прежде всего локальными значениями термодинамических параметров и составом смеси у стенки напорного канала Лг = Л(Р, Г, со/,. . ., (о ). Несложно заметить, что отсос в напорных каналах, как и вдув в дренажных будет меняться вдоль канала — это определяется изменением как движущей силы, так и коэффициентов проницаемости. [c.123]

    В целом процесс разделения газовой смеси в мембранном элементе описывается системой дифференциальных уравнений баланса массы, количеств движения и энергии, записанных для каждой области мембранного элемента — напорного и дренажного каналов, собственно мембраны и пористой подложки. Начальные и граничные условия процессов в каждой области взаимосвязаны, поэтому расчет модуля представляет сложную сопряженную задачу, которая должна быть решена при соблюдении ряда технологических и энергоэкономических требований. Обычно расчет процесса разделения проводят при допущениях, сильно упрощающих аналитические выкладки или процедуру численного расчета. Иногда это приводит к заметному искажению результатов, особенно при разделении неидеальных га- [c.157]

    Л. Н. Чекалов с сотр. [16] проанализировали влияние организации потоков в модуле плоскопараллельного типа на эффективность разделения. Они оценили влияние параметра С = = ехр(—18о/гО) при разделении воздуха с помощью модуля на основе асимметричной мембраны из поливинилтриметилсилана (ПВТМС) и пористой подложки из поливинилхлорида (ми-пласт) при перепаде давлений на мембране Ар 0,1 МПа. Коэффициент диффузии в пористом слое в первом приближении принимали равным коэффициенту молекулярной диффузии [c.182]

    На рис. 5.15 приведено сравнение экспериментальных и расчетных данных для разделения воздуха в модуле на основе ПВТМС-мембраны и пористой подложки из мипласта (а°=3,55) при различных вариантах организации потоков. Результаты расчетов по модели параллельного (прямо- и противоположного) движения потоков в напорном и дренажном пространствах модуля совпадают с экспериментальными данными (относительная ошибка не более 3%). Как видно из рисунка, осуществление процесса разделения газов в аппаратах плоскорамного типа с использованием высокопроизводительных асимметричных или композиционных мембран наиболее эффективно при противотоке в напорном и дренажном пространствах. [c.183]

    Большое значение при получении обратпоосмотических мембран в безэлектродном тлеющем разряде из паров мономера имеют следующие факторы чувствительность материала подложки к плазме, сорбционные характеристики пористой подложки, размер пор подложки, давление в системе. Первый фактор особенно важен, когда используют- [c.80]

    Динамические мембраны образуются при фильтровании раствора, содержащего примеси диспергирован 10го вещества, через пористые подложки [94—109]. Подложки, имея поминальный размер пор от 3 нм (30 А) до 5 мкм, сами по себе не способны задерживать молекулы и ионы растворенных низкомолекулярных веществ [94]. Однако в результате сорбции дисперсных часпщ на поверхности подложки, обращенной к раствору, образуется полупроницаемый слой. [c.83]

    Особенно большой интерес представляет обработка таких растворов, один или несколько компонентов которых сами способны осаждаться на подложках, образуя динамические мембраны. Подобное явление, называемое самозадержанием, часто встречается при фильтрации через пористые подложки сточных вод, а также загрязненных природных вод. Так, при пропускании через пористые керамические трубки бытовых сточных вод и воды из загрязненного озера химическое потребление кислорода (ХПК) в очищенной воде снижалось на 80— 90%, а бактерии задерживались практически полностью [99]. Предло- [c.85]

    В качестве основных недостатков первых аппаратов с и-образными фильтрующими элементами, в том числе и аппарата, представленного на рис. 111-48, а, следует отметить довольно сложную систему герметизации и потери (до 5—10%) фильтрующей поверхности волокон в шайбе 3. Последнее обусловлено те.м, что шайба 3 должна выдерживать воздействие рабочего давления и поэтому имеет большую толщину. Отмеченные недостатки почти полностью устранены в более поздних конструкциях [3, 6, 117]. Так, в аппарате, изображенном на рис. 111-48, б, фильтрующий элемент состоит из П-образного пучка полых волокон 1 и шайбы 2. Шайба 2 опирается на пористую подложку 3, которая имеется в крышке 4 аппарата, и с помощью фланцевого соединения 5 зажимается между крышкой 4 и корпусом 6 аппарата. Поскольку шайба 2 опирается на пористую подложку, она может изготавл д-ваться относительно малой толщины — до 10—20 мм. Для повышьпия надежности герметизации вместо эпоксидной смолы рекомендуется использовать клеевые составы, обеспечивающие эластичность соединений, или между корпусом аппарата и шайбой помещать кольцевое уплотнение. [c.164]

    В тлеющем разряде также могут протекать разнообразные химические реакции. В 1920 г. американский физик Р. Вуд получил с помощью тлеющего разряда водород. В тлеющем разряде можно синтезировать различные вещества (Н2О2, О3, N0). Предложено использовать тлеющий разряд для получения напыленных полимерных мембран [8]. Плазменной полимеризации подвергаются различные органические соединения. Используется как электродная, так и безэлектродная форма разряда (разряд, протекающий в стеклянной трубке, помещенной внутри соленоида, питаемого от ВЧ-генератора). Образующийся полимер осаждается на пористой подложке в зоне тлеющего разряда. [c.175]

    В гидрофобизированных электродах, разработанных Л. Нидрахом и X. Элфордом, оптимальное распределение газа и жидкости в пористом теле достигается введением в него гидрофобных материалов (рис. 122,6). В качестве материала таких электродов используют высокодисперсные платиновые металлы в чистом виде пли на носителе (карбидах металлов, угле и т. п.). В качестве гидрофобизатора и одновременно связующего вещества применяют фторопласт или полиэтилен. Гидрофобизированный катализатор наносится на металлическую сетку или на пористую подложку из угля, пластмассы или других материалов. Запорным слоем электродов служит мелкопористая гидрофильная подложка или более гидрофильный наружный слой катализатора. Для гидрофобизированных электродов характерно постепенное увеличение степени гидро-фобности по мере перехода от электролита к газу. Гидрофобизированные электроды тоньше и легче, чем гидрофильные, поэтому их применение позволяет повысить удельную мощность топливного элемента. Кроме того, эти электроды могут работать практически при отсутствии перепада давления газа. [c.238]

    Широкое применение полимерных мембран для опреснения сточных вод сдерживается их низкой водопроницаемостью, нестойкостью в щелочных и кислых средах, недостаточной механической прочностью, постепенной и необратимой потерей ионной селективности в процессе эксплуатации. Поскольку мембранное опреснение определяется коллоидно-химическими свойствами, целесообразно разрабатывать методы получения мембран, образованных из дисперсных частиц (динамические мембраны). Для этого достаточно формировать осадки из сильнозаряженных малых коллоидных частиц так, чтобы размер пор при достаточно плотной упаковке не превыщал несколько единиц нм. Осадок (коллоидная мембрана) формируется при фильтрации жидкости, содержащей подобные частицы, через пористую подложку. Если размер пор достаточно мал, осадок формируется только на внещней поверхности подложки. Однако тонкопористая мембрана, как показывают многочисленные эксперименты, возникает (но значительно медленнее) и при диаметре пор порядка микрона, что почти стократно превыщает размер частиц, за счет многослойного прилипания частиц на стенки поры. [c.350]

    Предприняты попытки встраивания молекул пигмента в искусственные системы и повыщения эффективности их использования. В частности, растущие бактерии Н. каЬЫит переносят в мелкие водоемы с высокой концентрацией КаС1 и других минеральных солей, в которых исключается загрязнение. У некоторых щтаммов половина клеточной мембраны покрыта пурпурным пигментом, и из 10 л бактериальной культуры можно получить 0,5 г пурпурных мембран. В таких биомембранах содержится до 100000 молекул родопсина. Биомембраны фиксируют на особой подложке, которая должна обладать всеми свойствами, необходимыми для обеспечения тока протонов, а не других ионов. В частности, для этих целей вполне пригодны пористые подложки, пропитанные липидами, которые, сливаясь с мембраной, сплощным слоем покрывают поверхность фильтра. Мембранные фрагменты можно смещивать и с акриламидом с образованием геля. Вместо создания плотных слоев молекул бактериородопсин и липиды могут создавать протеолипосомы, которые встраивают в структуры, обеспечивающие эффективное перекачивание протонов. [c.27]

    Иммобилизировать жидкую неподвижную фазу в капилляре можно двумя способами. Неподвижная фаза может наноситься либо на внутреннюю стенку капилляра в ввде пленки (полый капилляр с покрытыми стенками —ПКПС), либо на пористую подложку толщиной примерно 30 мкм (полый капилляр с [c.254]

    Другой путь повышения проницаемости гранул Кт состоит в нанесении полимерных сульфокислот на пористую подложку. Один из подобных Кт, "Фтало-сорб", получен С.В. Мещеряковым с сотрудниками последовательной термической поликонденсацией фталевого ангидрида в порах гранулированного алюмосиликата и сульфированием образовавшихся полифениленкетонов. Термостабильность "Фталосорба" составляет >180 °С. [c.20]

    Мембранные процессы разделения газовых смесей основаны на различной сиособности газов проникать через полупроницаемые перегородки - мембраны иод действием ие-ренада давления. Обычно, иолуироницаемая мембрана имеет асимметричную структуру. Верхний диффузионный слой является иолуироницаемой перегородкой и покоится иа пористой подложке, отвечающей за механические свойства мембраны. [c.488]


Смотреть страницы где упоминается термин Пористая подложка: [c.11]    [c.85]    [c.172]    [c.258]    [c.307]    [c.77]    [c.111]    [c.111]    [c.112]    [c.224]    [c.224]    [c.386]    [c.224]    [c.75]   
Введение в мембранную технологию (1999) -- [ c.483 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Пористость подложек



© 2025 chem21.info Реклама на сайте