Мембранные процессы газопроницаемость

Газопроницаемость принято рассматривать как процесс переноса газа через твердое тело, в частности через мембрану из каучука или резины. Газопроницаемость — процесс, обусловленный од- [c.350]

В литературе имеется очень небольшое число работ по исследованию процессов газопроницаемости полимерных мембран, находящихся в контакте с жидкостью. [c.44]

Результаты расчетов мембранных многоступенчатых установок с рециркуляцией (идеальные каскады) для разделения бинарной смеси (воздух) приведены в табл. 6.1 [3]. В качестве мембраны использовали силоксановую пленку толщиной б = = 10 м коэффициенты газопроницаемости кислорода и азота через мембрану соответственно равны Лоз = 113,8-10 моль- м/(м -с-Па) и ЛN2 =51,9-10- 5 моль-м/(м2-с-Па). Давления в напорных и дренажном каналах мембранных модулей поддерживали равными Р1=0,6 МПа, Рг = 0,1 МПа. Цель процесса — получение 1 м /с обогащенного до 91—92% (об.) О2 газового потока, поэтому установка представляет собой только укрепляющую часть каскада. [c.209]

Усовершенствованная мембранная система фирмы "ЮОП", показанная на рис. 12, - это сравнительно недавний и быстро развивающийся метод разделения. Этот процесс основан на разности степеней проницаемости между водородом и примесями при прохождении через газопроницаемую полимерную мембрану. Проницаемость включает два последовательных механизма компонент газовой фазы должен прежде всего раствориться в мембране и затем диффундировать через нее в сторону растворенного вещества. Различные компоненты имеют различные степени растворимости и проницаемости. Растворимость зависит, главным образом, от химического состава мембраны, а диффузия - от структуры мембраны. Газы могут иметь высокие степени проницаемости в результате высоких степеней растворимости, высокой диффузионной способности или этих обоих факторов. Движущей силой как для растворения, так и для диффузии является разность парциальных давлений, создаваемая между сырьем и стороной растворенного вещества через мембрану. Газы с более высокой степенью проницаемости, такие как водород, обогащаются на стороне растворенного вещества мембраны, а газы с более низкой степенью проницаемости обогащаются на непроницаемой стороне мембраны благодаря выводу компонентов с высокой степенью проницаемости. [c.484]

Газопроницаемость органических непористых мембран была обнаружена давно. Б 1831 г. Митчелл установил, что мембрана из натурального каучука обладает различной газопроницаемостью по отношению к азоту и кислороду. Процесс диффузии различных газов через мембраны из натурального каучука изучал затем (в 1866 г.) Грем, который показал, что диффузию газа через такую мембрану следует рассматривать как процесс, состоящий из трех последовательных стадий а) растворение газа в полимере, Ь) собственно диффузия и в) испарение продиффундировавшего газа с поверхности мембраны. [c.221]

Ионообменные мембраны широко используются в качестве разделительных перегородок в топливных элементах [1], электродиализаторах, установках для разделения паров жидкостей [2] и во многих других технологических системах, где протекают процессы с выделением газов. Поэтому важной характеристикой мембран, наряду с проницаемостью их ионами, является газопроницаемость. [c.120]

Полимерные пленки в качестве разделительных мембран. Разделительные мембраны из монолитных или пористых полимерных пленок используют для разделения компонентов газовых смесей, растворов, коллоидных систем, тонких взвесей такие мембраны весьма перспективны в промышленных методах разделения. Для разделения смесей газов используют монолитные мембраны без заметных пор Сам процесс разделения основан на таком свойстве полимерной пленки, как газопроницаемость. Мембраны для разделения газовых смесей изготовляют из весьма ограниченного числа синтетических полимеров, обладающих высокой газопроницаемостью. Так, плоские пленочные мембраны выполняют из фторированного сополимера этилена с пропиленом (толщина 8 = 10 мкм), армированного тканью кремнийорганкческого каучука (8 = 50 мкм ). поливинилтриметилсилана. С помоЩЬю мембраны, полученной из последнего полимера, удается повысить долю кислорода в воздухе с 21 до 35...40 %. [c.81]

Еще в 1831 г. Митчелл установил, что мембрана из натурального каучука характеризуется различной газопроницаемостью по отношению к азоту и кислороду. Трем в 1866 г. показал, что диффузию газа через такую мембрану следует рассматривать как процесс, состоящий из трех последовательных стадий растворения газа в полимере, собственно диффузии и испарения продиффундировавшего газа с поверхности мембраны. [c.90]

За прошедший период протяженностью более 50 лет в области исследования диффузии в полимерах достигнуты значительные успехи определен общий характер изменения коэффициентов диффузии с составом системы и температурой, обнаружено на простейших системах значительное влияние размера и формы диффундирующих молекул на скорость диффузии, рассмотрены вопросы теории кинетики и растворения полимеров, структурообразования и пленкообразования, разработаны основы диффузионной теории адгезии полимеров, накоплен значительный экспериментальный материал по газопроницаемости полимерных материалов, изучена проблема селективной газопроницаемости полимерных мембран, установлены соотношения между релаксационными и диффузионными процессами в полимерных матрицах, общие закономерности кинетики перемещения фазовых границ в системах полимер — растворитель и др. [c.5]

Процесс газоразделения с помощью мембран реализуется в установках, главным элементом которых являются мембранные газоразделительные модули. Основной рабочий элемент модулей — полимерная мембрана, на которой происходит процесс газоразделения. Эффективность работы мембранных модулей зависит от свойств полимерных мембран, их коэффициентов газопроницаемости и селективности по отношению к целевым компонентам газовой смеси, конструкции мембранного модуля, технологической схемы работы установки с объектом. [c.50]

Диффузионный метод. Заключается в разделении компонентов воздуха благодаря различию между их коэф. газопроницаемости через спец. мембраны. Движущая сила процесса-разность парциальных давлений компонентов воздуха и диффундирующей смеси по обе стороиы мембраны. По одной схеме воздух, очищенный от пыли иа фильтре, направляется вентилятором при атм. давлении в мембранный аппарат, где в зоне под мембраной с помощью вакуум-насоса создается разрежение по другой-вместо вентилятора используют компрессор, к-рый подает воздух в аппарат под повыш. давлением. В обоих случаях воздух в аппарате разделяется на два потока проникающий (пер-меат) и не проникающий (нонпермеат) через мембрану. Кислород проникает через мембрану в неск. раз быстрее чем азот, поэтому пермеат обогащается кислородом, а нонпермеат-азотом. [c.411]

МЕЛЬХИОР, общее название группы сплавов на основе Си, содержащих 5—33% Ni, ок. 1% Fe, ок, 1% Мп. Устойчивы к атмосф ной коррозии, коррозии в морской воде, водяном паре обладают высокой пластичностью в холодном состоянии, Примен. для изготовления труб теплообменников в судостроении, посуды, ювелирных изделий. МЕМБРАННОЕ ГАЗОРАЗДЕЛЕНИЕ, разделение газовой смеси на компоненты или ее обогащение одним из компонентов в аппаратах с непористыми перегородками (мембранами), Основано ва различии между коэф. газопроницаемости компонентов газовой смеси. Движущая сила процесса — разность концентраций или парциальных давлений разделяемых компонентов по обе стороны мембраны. [c.320]

Сферу применения ионоселективных мембранных электродов иногда можно расширить при помощи второй (дополнительной) мембраны. Для серийных измерений парциального давления СОг в плазме крови или другой жидкости применяют стеклянный электрод, покрытый тонкой пленкой тефлона или другого газопроницаемого материала. Между пленкой и стеклом находится слой водного раствора ЫаНСОз, обычно 0,1 М концентрации. В процессе выполнения анализа СОг диффундирует через пленку полимера в количестве, зависящем от его парциального давления в пробе, и возникающее в результате изменение pH раствора гидрокарбоната фиксируется стеклянным электродом. [c.321]

К содержащимся в табл. 1 данным о структуре мелкопористых стекол добавим, что величину преобладающего радиуса их пор в последовательном ряду образцов можно изменять буквально через 1—3 А. То же относится и к мелкопористым мембранам (см. табл. 2). Некоторые результаты изучения широкопористых мембран методами адсорбции и газового потока, а также измерений скорости диффузии водяных паров [1, 7] приведены в табл. 3. Величина константы газопроницаемости Кг (определяли по скорости течения воздуха при перепаде давления в 1 атм), отнесенная к единице объемной пористости б, оказалась прямо пропорциональной величине радиуса пор (рис. 3). Величина же эффективного коэффициента диффузии йфф водяных паров в пористых стеклах, отнесенная к единице объемной пористости, оказалась линейно зависящей от величины радиуса их пор (рис. 4). Отклонение от теоретически ожидаемой прямой пропорциональности [8] объясняется, очевидно, наличием поверхностной диффузии по стенкам сообщающихся между собой сквозных пор [9] Проведенное Я. Д. Мусиным (ЛТИ им. Ленсовета) изучение некоторых образцов широкопористых стекол при помощи ртутного поромера показывает, что в тех случаях, когда толщина пористой пластинки, обрабатываемой щелочью, не слишком велика, функция распределения объема пор по радиусам оказывается узкой, а распределение однородно. При увеличении же толщины пластинки внутри нее может остаться более мелкопористый слой и она в целом окажется бидисперсной. Наши адсорбционные измерения подтвердили этот результат. Радиус мелких пор найден равным 45—50 А. Методом же вдавливания ртути было получено 50—100 А (табл. 4). Регулирование характера протекания процесса и, следовательно, пористой структуры получаемых изделий можно осуществлять обычным путем посредством изменения соотношения величин отношения констант скорости реакции и диффузии, с одной стороны, и толщины изделия — с другой. [c.170]

Несмотря на большое практическое значение процессов переноса в условиях воздействия на полимерные диффузионные среды высоких давлений, эта проблема вплоть до настоящего времени оставалась наименее изученной. В работах [73, 117— 123] рассмотрены вопросы кинетики сорбции и проницаемости сжатых газов, фреонов, низкомолекулярных жидкостей через полимерные стекла и эластомеры. Однако характер полученных результатов, выбор объектов и условий исследования позволяют предполагать, что интересующий нас эффект, связанный с влиянием давления на диффузионные характеристики полимерных матриц, либо экспериментально не наблюдался, либо оказывался завуалированным пластификацией полимера газообразными веществами, либо не учитывался вообще, как, например, в [119, 120, 123]. Это вызвано двумя причинами. Во-первых, относительно небольшим интервалом изменения давления в условиях эксперимента, что связано с ограниченными возможностями использованной аппаратуры. Во-вторых, спецификой организации и проведения опытов, когда сжимающее низ комолекуляр-ный компонент давление неминуемо приводило к увеличению его растворимости в полимерном теле, а следовательно, и целой дополнительной гамме сопутствующих эффектов. Так, в [124] описано возрастание коэффициента газопроницаемости (Р) мембран из ПТФЭ при увеличении давления газа (рис. 2.35). Этот результат получен для необычного режима проведения диффузионного эксперимента (дифференциального), при котором разность давле.ний (Ар) по обе стороны мембраны поддерживается во всех опытах постоянной, а общее давление непрерывно возрастает. В работах [125—126] этот режим применительно к проблеме паропроницаемости назван сканированием по изотерме сорбции . Для обычного — интегрального режима, при котором перепад давления Ар меняется с изменением внешнего давления рь Р с ростом р1 уменьшается. Однако систематических измерений влияния давления, воздействующего избирательно на диффузионную среду, в полимерных системах практически не проводилось. [c.60]

Для конструирования биосенсоров можно эффективно использовать и другие виды растительных материалов. Например, для определения цистеина на поверхности аммонийного датчика иммобилизуют модифицированные листья огурца. Вообще листья растений, по-видимому, имеют много преимугцеств как биокатализаторы благодаря своему строению. Многие листья имеют многослойную структуру, включающую восковое покрытие (кутикулу) с внешней стороны листа, слой эпидермальных клеток (эпидермис) и примыкающий к нему губчатый промежуточный слой те же слои повторяются в обратном порядке на другой стороне листа. Кутикула обладает гидрофобными свойствами, однако проницаема для газов. Газообмен осуществляется через небольшие отверстия на поверхности листа, называемые устьицами. Губчатый промежуточный слой наиболее активен в метаболических процессах с участием газов. Для получения биокаталитических мембранных электродов срезают кутикулу с наружной или нижней стороны листа и помещают оставшуюся часть листа на газочувствительный потенциометрический электрод так, чтобы открытый эпидермальный слой находился в контакте с анализируемым раствором, а газопроницаемая восковая кутикула-с внутренними элементами сенсора. [c.52]