Мембранные процессы разделения газовых смесей

Рассмотрим процессы в идеальном разделительном устройстве. Исходная газовая смесь компонентов с параметрами Т и Р поступает в разделительную камеру достаточно большой емкости — это условие позволит считать параметры смеси неизменными в процессе разделения, а саму газовую смесь в камере рассматривать как внешнюю среду. Проницание компонентов через идеальные полупроницаемые мембраны не требует, согласно второму свойству, затрат работы, чистый компонент за мембраной находится в состоянии равновесия с газовой смесью, т. е. характеризуется значениями мембранных молярных величин р , Т = Т, Soi(T, р, ), Яог(7 , р, ) и Pi )- [c.231]

Разделение в одноступенчатых установках осуществляют в тех случаях, когда требуется выделить из газового потока основную массу целевого компонента. Газовая смесь, подаваемая на разделение, должна иметь относительно высокое давление содержание извлекаемого компонента в ретанте, как правило, строго не ограничивается. В отношении технологии (и экономии) промышленного применения одноступенчатое разделение наиболее привлекательно, причем экономика процесса сильно зависит от производительности и селективности мембран. [c.195]

Разделение газов и паров в процессе избирательного проникания обычно осуществляют в одном или нескольких элементарных сепараторах ипи ячейках, называемых ступенями. Эти ячейки можно рассматривать как замкнутые пространства, разделенные полимерными мембранами на два отсека. Для разделения газов в непрерывном щюцессе газовая смесь под достаточно высоким давлением подается в один отсек ступени. Фракции питательного потока могут проникать сквозь мембрану в другой отсек ступени, в котором поддерживается более низкое давление. В результате питательный поток разделяется на два вторичных потока поток с низким давлением (образовавщийся в результате проникания), обогащенный кок -понентами смеси (обладающими большей проникающей способностью), и поток с высоким давлением, обедненный этими компонентами. [c.324]

Представим, что разделяемая смесь направляется на мембрану, как на сито, и что при этом мелкие молекулы проходят через мембрану, а крупные остаются на ней. Чтобы такая мембрана действовала непрерывно, нужно удалять эти крупные молекулы, иначе их накопление перед мембраной будет тормозить процесс разделения. Во избежание этого нужно, чтобы разделяемая смесь направлялась не на мембрану, а протекала бы вдоль ее. Удобнее всего, чтобы мембрана имела вид трубы. Разделяемая газовая смесь двигается вдоль этой трубы, и мелкие молекулы проходят через нее, а крупные не проходят (рис. 67). [c.144]

Процесс разделения в мембранном элементе сводится к следующему. Исходная газовая смесь известного состава под давлением поступает в напорный канал, где в результате различной проницаемости компонентов через мембрану происходит изменение состава смеси уменьшается доля легкопроникающих [c.10]

Увеличение давления приводит к значительному возрастанию коэффициента проницаемости ЗОг в полимере [125, 131, 134]. Это происходит, вероятно, благодаря пластифицирующему эффекту, вызванному растворением ЗОг в полимере. При этом увеличиваются значения фактора разделения зоа/Ыг.ог- Как правило, совместная проницаемость ком понентов газовой смеси не подчиняется правилу аддитивности. Так, проницаемость азота растет в пр исутствии диоксида серы, особенно при высоких концентрациях последнего, причем присутствие N2 ингибирует проницаемость ЗОг [135]. Возможность взаимодействия ЗОг и N2 затрудняет предсказание скоростей проницаемости этих газов в смесях из данных для чистых газов. Исследования по разделению 502-содержащих газовых смесей показали возможность извлечения диоксида серы из топочных газов с помощью мембран ПВТМС и РЭТСАР [124, 136]. Определены оптимальные условия проведения процесса для 70%-го извлечения ЗОг из газов, при этом газовая смесь, содержащая 1,5% (об.) диоксида серы обогащалась до 6% (об.) (при перепаде давлений на мембране 0,1 МПа), что вполне д0стат0Ч Н0 для автотермической переработки в серную кислоту. [c.332]

Процесс мембранного разделения компонентов газов основан на их различной способности проходить через полупроницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны. Под давлением разделяемая газовая смесь подается в напорный канал, легкопроникающие компоненты проходят через мембрану, труднопроникающие — выводятся из разделительного аппарата. [c.162]

Такие значения фактора разделения не позволяют пол) ать при одноступенчатом разделении смеси, содержащие более 55 об. % кислорода или более 95 об. % азота. Воздух представляет собой единственный вид природного сырья, которое имеется в пеофаниченном количестве. Затраты на проведение процесса разделения определяются главным образом энергозатратами на сжатие исходной смеси, а степень извлечения компонента не является в данном случае ключевым параметром. Коэффициент деления потока может быть меньше 0,1, поэтому в промышленной практике получила распространение вакуумная схема обогащения воздуха кислородом. Исходная газовая смесь подается в мембранный разделитель при помопщ воздуходувки под давлением, близким к атмосферному. Пермеат откачивается вакуум-насосом. Такая схема разделения применяется для мембранных аппаратов с низким гидравлическим сопротивлением (на основе пхюских мембран). Обычная компрессионная схема ддя мембранных аппаратов на основе польк волокон также имеет особенность. Воздух на разделение подается внутрь волокон, а не в межтрубное пространство [1]. Этот вариант схемы обычно применяют для получения азота. [c.427]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология