Экономичность мембранного процесс

Обычно при разделении газовой смеси через мембрану мигрируют все компоненты. Энергетическое сопряжение процессов диффузии и химической реакции позволяет интенсифицировать перенос целевого компонента с одновременным подавлением потоков других компонентов иногда возможна организация активного транспорта нецелевого компонента, проникшего в дренажную полость. Очевидно, реализация принципов энергетического сопряжения позволит резко повысить селективность разделения при сохранении высокой производительности мембран по целевому компоненту, что в конечном счете определяет экономичность мембранного газоразделения. [c.22]

Параметр S изменяется от О до 1 и определяет экономичность процесса. Промышленные мембранные процессы, как правило, проектируются таким образом, чтобы обеспечивать по возможности высокую величину 5. Однако эта величина также влияет на характеристики мембраны или эффективность (т. е. на состав пермеата и ретентата) процесса в целом. В лабораторных установках значения 5, как правило, поддерживают близкими к нулю, получая при этом максимальные степени обогащения (в пермеате или ретентате). С увеличением доли проникшего через мембрану потока степень обогащения снижается из-за снижения движущей силы, т. е. увеличения в потоке над мембраной концентрации компонента с меньшей способностью проникать через мембрану. [c.454]

Применение мембранного метода разделения эффективно и экономически целесообразно при средних и высоких концентрациях диоксида углерода в сырье. Особенно эффективным оказывается комбинирование мембранного процесса с абсорбционным. Применение такого комбинирования для разделения углеводородной смеси с высоким (более 60%) содержанием диоксида углерода позволяет сократить стоимость процесса очистки вдвое по сравнению с абсорбционной очисткой. Эффективно также применение мембран для извлечения диоксида углерода из смеси с углеводородами 2. В этом случае мембранный способ комбинируется с дистилляцией, и такой процесс оказывается более экономичным, чем дистилляция. [c.105]

Разновидность диафрагменного способа — более совершенный процесс электролиза в электролизерах с ионообменной мембраной. В таких электролизерах анодное и катодное пространства разделены полимерной мембраной, которая предотвращает попадание хлорида натрия из анодного пространства в которое подается рассол, в катодное и препятствует переносу ионов ОН к аноду электролизера. Хлор выделяется на аноде и выводится из анодного пространства вместе с обедненным рассолом. Ионы натрия и частично молекулы воды проходят через мембрану к катоду, куда подается вода в количестве, необходимом для образования щелока заданной концентрации. Электролизеры мембранного типа различаются числом ячеек (от 40 до 80) и имеют мощность до 80 тысяч тонн в год по гидроксиду натрия. В отличие от электролизеров с асбестовой диафрагмой нагрузка на ячейку (сила тока) значительно ниже и не превышает 7,5 кА. Поэтому электролизеры с ионнообменной мембраной значительно экономичнее диафрагмен-ных. [c.342]

Следует отметить, что современные установки, строящиеся за рубежом, оборудованы более экономичными процессами очистки технического водорода и выделения водорода из водородсодержащих газов, как например, короткоцикловой адсорбцией и использованием мембранной техники. [c.366]

Примем, что потоки в напорном и дренажном каналах движутся в режиме идеального смешения. Такое допущение приведет к некоторому завышению потребной поверхности мембраны и снижению экономичности процесса, что обеспечит небольшой запас при технико-экономическом сравнении мембранного разделения с альтернативными методами. [c.344]

Значительный энергетический резерв имеют сами химические производства. Например, КПД синтеза аммиака находится в пределах от 25 до 42%, а винилхлорида — от 6 до 12%. Дело не только в объективных причинах. Химики по традиции многие годы стремились повысить выход продуктов реакции, но не занимались созданием энергосберегающих технологий. Как следствие многие технологические процессы исключительно расточительны в энергетическом смысле. Например, классические процессы ректификации имеют КПД от 6 до 15%. Замена этих методов разделения жидкостей методами, основанными на применении полупроницаемых мембран или селективной абсорбции, могла бы увеличить КПД в несколько раз. Неоправданно много энергии расходуется на химических предприятиях компрессорами, аппаратами для измельчения твердых фаз и вентиляторами. Создание более экономичных конструкций таких агрегатов значительно улучшило бы энергетический баланс химических производств. [c.78]

Разделение смесей мембранными методами в отличие от широко применяемых методов ректификации, экстракции, выпаривания и др. производится без фазовых превращений и (за исключением процесса испарения через мембрану) обычно при температуре окружающей среды. Применяемая в мембранных методах разделения аппаратура проще, компактнее и дешевле. Более того, эти методы в ряде случаев оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию и открывают новые возможности получения ценных продуктов за счет использования вторичного сырья и отходов. [c.6]

Решающее влияние на экономичность процесса электролиза с помощью ионообменных мембран оказываю.т электрохимические и механические свойства мембран. Экономичность повышается при использовании мембран с высокой селективностью (избирательностью к переносу катионов или анионов), низким электрическим сопротивлением, высокой механической прочностью и стабильностью размеров. [c.341]

Ухудшение работы ионитовых мембран при высоких концентрациях электролита является причиной ограничения концентрации, до которой можно доводить поток рассола в процессе электродиализа. На нижнем пределе концентрации, т. е. когда желательно обессолить диализат как можно полнее, экономичность электродиализа снижается вследствие высокого омического сопротивления очень разбавленных растворов. При низких концентрациях диализата значение коэффициента а в уравнении (1.30) имеет большую величину, так как сопротивление всей ванны в первом приближении обратно пропорционально концентрации диализата. При этом, [c.32]

Л. относятся к числу важных в биологич. отношении веществ, входящих в состав всех живых клеток. Нек-рые Л. в той или иной степени специфичны для определенных тканей или органов (напр., цереброзиды для мозговой ткани), другие (напр., нейтральные жиры) встречаются во всех тканях. Особенно богата Л. нервная ткань содержание фосфолипидов и гликолипидов в белом веществе мозга достигает 7,5—9,0% от веса ткани. Л. в живых организмах находятся в свободном или в связанном состоянии — в виде комплексов с белками липопротеидов и протеолипидов. Биохимич. и физиологич. функции отдельных групп Л. довольно разнообразны и далеко еще не изучены. Важнейшее физико-химич. свойство JI. — нерастворимость в воде — определяет их роль основного структурного элемента протоплазмы из Л. и липопротеиновых комплексов построены поверхностные мембраны клеток и клеточных органоидов — ядер, митохондрий, рибосом. Л., входящие в состав мембран, принимают непосредственное участие в процессах активного переноса через эти мембраны ионов и молекул различных веществ. Нейтральным жирам принадлежит важная роль источника энергии и экономичной формы, в к-рой организм запасает эту энергию. [c.487]

В качестве мембран применяют различные материалы полимерные пленки, пористое стекло, металлическую фольгу, ионообменные материалы и др. Селективность и проницаемость зависят от материала и физико-химической структуры мембраны, концентрации исходной смеси и ее температуры, давления и гидродинамической обстановки в системе и других факторов. Отличительной особенностью всех мембранных методов является простота конструкций установок, возможность осуществления процесса при невысокой или даже комнатной температуре, экономичность. [c.6]

Промышленное использование процессов мембранного разделения требует надежного, стандартного и технологичного оборудования. Для этой цели в настоящее время применяют мембранные модули, которые компактны, надежны и экономичны. Выбор конструкции модуля зависит от вида процесса разделения и условий эксплуатации в промышленных установках. [c.209]

Однако нри проведении технико-экономического сравнения различных типов С-Т в электродиализных аппаратах, имеющих одни и те же размеры и одинаковую площадь мембран, при одних и тех же плотностях тока, результаты окажутся независимыми от цен на энергию и мембраны. Действительно, в этом случае производительность аппаратов, стоимость мембран в них и отчисления от нее будут неизменными во всех сравниваемых случаях, а по величине расхода электроэнергии на процесс электродиализа и движение опресняемого и концентрируемого- растворов по камерам электродиализных аппаратов с С-Т различных сравниваемых типов можно судить об их сравнительной экономичности. [c.207]

Ионитовые мембраны являются своеобразными избирательными проводниками электрического тока. В то время как катионитовые мембраны пропускают через себя преимущественно положительно заряженные частицы за счет последовательного многократного обмена их на подвижные катионы полимера, анионитовые в основном прозрачны для анионов (число переноса анионитов достигает 0,94— 0,96). Благодаря большому диффузионному сопротивлению этих мембран, препятствующему диффузии электролита в направлении, обратном движению электрического тока, и их высокой электропроводности, применение таких мембран вместо инертных диафрагм повышает экономичность процесса электролиза разбавленных растворов. [c.450]

Получение селективных, электропроводных и стойких при электролизе мембран, а также дальнейшая отработка режима электролиза позволит создать экономичный процесс производства высококачественной каустической соды без применения ртути. [c.242]

Самым интересным для инженера-химика аспектом диффузии в полимерах является, по-видимому, возможность применять мембраны для разделения компонентов смесей газов и жидкостей. Мембраны действительно проявляют селективную проницаемость, благодаря чему и удалось продемонстрировать частичное фракционирование смесей. Однако анализ, который был проведен с точки зрения инженерных приложений, показал, что в общем такое разделение едва ли будет экономичным, поскольку проницаемости низки, и потребовались бы огромные площади мембран для осуществления промышленных процессов. Вероятно, использование полых полимерных волокон могло бы изменить эту ситуацию. Такие волокна были разработаны в последнее время для применения при удалении солей из рассолов посредством обратного осмоса полые волокна могут обеспечить площадь поверхности мембраны свыше 32 808 mVm объема оборудования. [c.62]

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]

В работе рассмотрены технологические процессы промывки изделий в гальваническом производстве с использованием двух схем обратноосмотических установок при 7=1. Практика показала, что наиболее экономичными в настоящее время являются в указанных процессах двухступенчатые обратноосмотические установки с тремя группами аппаратов. Основные зависимости для расчета таких установок, все аппараты которых оснащены мембранами с одинаковой селективностью, приведены в гл. 1. Оптимальные условия работы 11-ступенчатой установки, обеспечивающие минимальные энергетические затраты на обработку промывных вод, а также минимальные капитальные затраты на насосное и энергооборудование при близких к минимуму затратам на обратноосмотические аппараты и мембраны, соответствуют ее режиму работы, определяемому соотношениями [c.179]

В результате на каждый квант поглощенного свата через мембрану переносится один ион Н+. Расчет показал, что КПД такой системы невысок — около 20 процентов. Однако бактериальная клетка располагает и другим, более сложным механизмом, когда на один квант переносится два водородных иона. Это сравнительно медленный процесс, включающий ряд промежуточных стадий с участием убихинона и цитохромов. Как предполагает В. Самуилов, два режима быстрый, но менее эффективный и медленный, но экономичный — могут попеременно включаться в зависимости от условий существования бактериальной клетки. [c.118]

Особенностью мембранных методов является относительная простота конструкций установок, экономичность, возможность их осуществления при температуре окружающей среды, непрерывность процесса и возможность полной автоматизации. Мембранные методы являются по существу методами деминерализации, так как, не обладая селективностью, они позволяют снизить общую засоленность и получить обогащенный раствор (концентрат). Мембранные методы в цветной металлургии могут использоваться в основном при организации замкнутых систем водопотребления, при создании водооборота на фабриках и заводах. В некоторых случаях они приемлемы при деминерализации засоленных сточных вод перед сбросом. Однако мембранные методы, как и метод ионного обмена, требуют решения вопроса переработки образующихся концентратов (рассолов). [c.368]

В.р. с применением мембран осуществляется непрерывным способом, при т-ре окружающей среды без фазовых превращ., что наряду с простотой аппаратурного оформления определяет экономичность этого метода. См. также Мембранные процессы разделения. [c.411]

Сравнение показателей стоимости сырья и энергозатрат на 1 т 100%-ного NaOH показывает, что мембранный процесс фирмы Асахи кемикл (136,54 дол.) экономичнее, чем ртутный (140,79 дол.) и диафрагменный с модифицированной асбестовой диафрагмой (149,45 дол.) [ПО]. Значительное снижение энергозатрат на производство хлора и NaOH, как это следует из рис. 11.7, дает мембранный метод с применением ячеек с нулевым межэлектродным расстоянием. С 1981 г. первый электролизер такого типа на нагрузку 64 кА находится в эксплуатации. [c.85]

Для разделения жидких смесей методами ультра- и микрофильтрации применяют преимущественно Р. м. из эфиров целлюлозы для разделения водных р-ров методом обратного осмоса — гл. обр, из ацетатов целлюлозы и ароматич. полиамидов, обладающих относительно высокой жесткостью макромолекул и умеренной гидрофильностью. Одна из важнейших областей их применения — опреснение морских и солоноватых вод, содержание солей в к-рых составляет до 36 г/л. С помощью Р. м. по механизму обратного осмоса удается удалять из морской воды 99,8% солей, причем многие вредные вещества, напр, ионы тяжелых металлов, задерживаются на 100%. В ряде случаев, вапр. при опреснении озерных и подземных вод, селективность Р. м. по Na l может составлять 90—95%. Опреснение воды с помощью разделительных мембран не связано с энергоемкими процессами испарения и конденсации и является одним из самых экономичных методов. Стоимость опресненной воды мало зависит от мощности опреснителей, что делает рентабельным использование небольших установок. [c.137]

Схема процесса селективного извлечения ионов ценных металлов с использованием комплексообразования и ультрафильтрации представлена на рис. 5-15. Раствор предварительно очищают от взвесей, смешивают в реакторе 2 с водорастворимым полимером, который образует комплексные соединения только с металлами, подлежащими извлечению. Подготовленный таким образом раствор с металл-полимерным комплексом подается насосом в первый ультрафильтрационный аппарат 5, в котором мембрана задерживает только полимерный комплекс, свободно пропуская в пермеат воду и соли оставшихся несвязанными металлов. Концентрат направляется в регенератор 7, в котором полимерный комплекс разрушается, например, в результате изменения рн раствора. Затем поток направляется во второй ультрафильтрационный аппарат 10, где мембраной задерживается только высокомолекулярный комплексообразователь, а целевой продукт переходит в пермеат. Металл-полимериый комплекс можно разрушать электролизом [174], при этом металл осаждается на катоде, а комплексообразователь остается в рас-створе и без дополнительной обработки возвращается на стадию комплексообразования. Многократное использование комп-лексообразователя позволяет повысить экономичность проведения процесса выделения ионов металла, особенно в том случае, когда требуется использовать дорогостоящий полимер. [c.142]

Перспективы применения мембранного разделения газов в народном хозяйстве определяются, прежде всего простотой аппаратурного оформления процесса, безреагентностью, экономичностью, длительной работой (в течение 5—10 лет) газоразделительных мембран при неизменных их характеристиках возможностью полной автоматизации установок и т. п. [c.6]

Разумеется, чем меньше отношение <7комп/9р, тем экономичнее процесс, и в этом отношении вариант мембранной колонны с ДММ представляется наиболее целесообразным. Однако прн сравнении вариантов организации процесса с помощью высоко-селективных мембран (а° = 40) положение существенно изменилось. Оказалось [33], что в этом случае наиболее эффективно осуществление процесса разделения в многоступенчатой (каскадной) установке, [c.228]

Выделение водорода как побочного продукта. Во многих процессах нефтепереработки и нефтехимии имеются отходшцие газы со значи тельным содержанием водорода. В настоящее время уделяется серьезное вижшние этому источнику водорода. Разрабатываются экономичные системы низкотемпературного разделения газов и выделения водорода адсорбционным методом, с помощью полупроницаемых мембран и др. [c.10]

Для обогащения воздуха кислородом весьма эффективными являются мембраны из поливинилтриметилсилана, силиконовых каучуков и некоторых других полимеров [8, с. 175]. Обогащение воздуха кислородом с 21 до 35—40% позволяет совершенно по-новому подойти к решению вопроса кислородного дутья в черной металлургии. При этом резко возрастает экономичность процесса, так как он не связан с использованием криогенной техники. Немаловажное значение имеет этот метод в медицине, например для подачи обогащенного кислородом воздуха в палаты. В перспективе газоразделитель- ные мембраны могут быть использованы при создании аппарата искусственное легкое . Принципиально возможно использовать мембранное разделение газов для обеспечения дыхания людей в изолированных помещениях, например в космических кораблях. [c.116]

Экономичное ГФ, УФ, МФ Экономичная альтернатива полым волокнам в процессах диализа Эффективное использование фильтров из плоских мембран для микрофильтрацин [c.20]

Перенос растворителя в результате конвекции жидкости, содержащейся в порах, при наличии электрического тока называется электроосмосом. Поскольку числа переноса противоионов уменьшаются с увеличением концентрации раствора, электрическая продуктивность также уменьшается. По этой причине деминерализация путем электродиализа более экономична для случая разбавленных растворов. Однако, если растворы являются сильноразбавленными (200—400 мг/л Na l), сопротивление раствора будет слишком высоким для энергетически эффективного разделения. Накопление электролита в одном отсеке и истощение в другом противодействуют переносу вследствие увеличения противодействия за счет диффузии. Перенос электрического тока пропорционален плотности тока и не зависит от толщины мембраны. Поскольку скорость противодействующей диффузии обратно пропорциональна толщине мембраны, при использовании таких мембран и высокой плотности тока эффективность процесса должна возрастать. Эти два условия обусловливают более высокое напряжение и более высокие омические потери вследствие выделения теплоты. Кроме того, если плотность тока превышает некоторое критическое значение, выход по току резко снижается. [c.46]

В последнее время особенно важное значение приобретает применение пленочных мембран из ионообменных полимеров в технике и медицине. Появление ионитов в виде мембран вызвало значительный интерес к их использованию в технике — в процессах очистки растворов от электролитов, концентрирования ионов и отделения катионов от анионов. Экономичность этого метода с использованием пленочных диафрагм определяется высокой избирательной иононроницаемостью их и малым электрическим сопротивлением [30]. Подобного рода пленочные диафрагмы явятся незаменимыми деталями искусственной почки , над разработкой которой усиленно работают в настоящее время многие лаборатории мира. [c.41]

Все большее развитие получают мембранные методы, обладающие высокой экономичностью и малой энергоемкостью. В отличие от ректификации, экстракции, выпаривания, сушки разделение смесей мембранными методами (ультрафильтрация, обратный осмос, электродиализ) производится без фазовых превращений и обычно при температуре окружающей среды. Использование этих методов позволит решить ряд важнейших народнохозяйственных проблем со значительным экономическим эффектом пополнить ресурсы пресной воды, создать ре-сурсо- и энергосберегающие технологические процессы, обеспечить защиту окружающей среды. [c.93]

Процесс опреснения соленых вод методом электродиализа основан на удалении ионов солей из раствора под действием поля постоянного электрического тока с помощью селективнопроницаемых ионитовых мембран. Ионообменные мембраны (табл. 58) — важнейшая составная часть электродиализных опреснительных установок. От их свойств, качества и стоимости во многом зависит эффективность и экономичность электродиализа. [c.173]

Благодаря большому диффузионному сопротивлению этих мембран, препятствующему диффузии электролита в направлении, обратном- движению электрического тока, и их высокой электропроводности, примененне таких мембран вместо инертных диафрагм повышает экономичность процесса электролиза разбавленных растворов. [c.591]