Мембранные методы

К основным мембранным методам разделения жидких систем относятся обратный осмос, ультрафильтрация, диализ, электродиализ. В любом из этих процессов разделяемый раствор вводится в соприкосновение с полупроницаемой мембраной с одной ее стороны. Вследствие особых свойств полупроницаемых мембран прошедшая через них смесь обогащается одним из компонентов. В ряде случаев процесс проходит настолько полно, что продукт практически не содержит примесей, задерживаемых мембраной. И наоборот, применяя тот или иной мембранный метод разделения, можно получить в растворе перед мембраной компонент или компоненты практически без примесей вещества, прохо- [c.13]

Существуют следующие мембранные методы микрофильтра-цня — процесс разделения коллоидных растворов и взвесей под действием давления ультрафильтрация — разделение жидких смесей под действием давления обратный осмос — разделение жидких растворов путем проникновения через полупроницаемую мембрану растворителя под действием приложенного к раствору давления, превышающего его осмотическое давление диализ — разделение в результате различия скоростей диффузии веществ через мембрану, проходящее при наличии градиента концентрации электродиализ — процесс прохождения ионов растворенного вещества через мембрану под действием электрического ноля. [c.106]

Мембранные методы очистки сточных вод [c.106]

Как и всем мембранным методам, обратному осмосу и ультрафильтрации свойственно явление концентрационной поляризации, которое заключается в увеличении концентрации растворенного вещества у поверхности мембраны вследствие преимущественного переноса растворителя через мембрану. В результате происходит падение проницаемости и селективности, сокращается срок службы мембран. Для уменьшения вредного влияния концентрационной поляризации необходимо турбулизовать прилегающий к поверхности мембраны слой жидкости, чтобы ускорить перенос растворенного вещества в ядро разделяемого раствора. Этого добиваются применением в лабораторных установках магнитных мешалок и вибрационных устройств, а в промышленных условиях увеличением скорости протекания жидкости вдоль мембраны и использованием различного рода турбулизаторов. [c.18]

Первое сообщение о возможности практического использования явления селективной проницаемости компонентов газовой смеси через полимерные или металлические перегородки — мембраны было сделано Грэхемом в середине XIX века. Однако от открытия явления до его промышленного применения прошло более столетия. Это объясняется, прежде всего тем, что в то время промышленность не была подготовлена к использованию этого явления. Внедрению мембранного метода разделения газов в промышленность способствовали результаты изучения явлений, связанных с селективным переносом молекул газов через сплошные (гомогенные) и микропористые мембраны, имеющие неорганическую или полимерную природу, успехи в синтезе полимеров с газоразделительными свойствами, разработка методов получения высокопроизводительных (асимметричных, композиционных, напыленных и т. д.) полимерных, металлических и керамических мембран, создание конструкций и методов расчета мембранных аппаратов и установок. [c.6]

Промышленное применение мембранных методов разделения газов относится к 40—50 годам текущего столетия, т. е. к периоду создания технологии обогащения урана, причем мембранные газодиффузионные установки получения урана, обогащенного изотопом-235, были созданы и пущены в очень короткие сроки. [c.6]

Авторы [40] считают, что в разрабатываемых современных процессах очистки газов от СО2 мембранный метод должен заменить традиционные. Затраты на проведение процесса очистки от СО2 с использованием мембранных модулей на полых волок- ах ниже, чем на традиционные процессы. Детально проанализированы [64] затраты на выделение СО2 из отходящих газов в варианте, когда большую его часть улавливают мембранным методом, а тонкую очистку проводят традиционным (абсорбционным) методом. [c.298]

Предполагается [51] значительную часть топливного газа в недалеком будущем производить из нетрадиционных источников сырья — анаэробным разложением канализационных стоков, остатков сельскохозяйственной продукции и т. д. При этом подготовка биогаза (очистка его от СО2, НгЗ и осушка с последующей компрессией для хранения и распределения потребителям) с использованием мембранных методов по сравнению с традиционными, например с абсорбцией и адсорбцией, может дать существенный экономический эффект. [c.301]

За рубежом, и прежде всего в США, Японии, Англии, Франции, ФРГ, обратный осмос и ультрафильтрация получили широкое промышленное развитие для обработки воды и водных растворов, очистки сточных вод, очистки и концентрирования растворов высокомолекулярных веществ. В настоящее время в этих странах действует несколько тысяч обратноосмотических и ультрафильтрационных установок производительностью от 1—3 до 17 000 м /сут (например, на одном из металлургических заводов в Японии для очистки сточных вод). В США в 1981 г. должна вступить в строй обратноосмотическая (в сочетании с электродиализом) опреснительная установка производительностью около 38 000 м /сут. С пуском этой установки, а также ряда других (см. главу VI) около половины опресняемой на нашей планете воды будет обрабатываться мембранными методами. [c.8]

Следует отметить, что и для очистки сточных вод (промышленных и бытовых) мембранными методами необходима предварительная их очистка. Причем выбор схемы предобработки сточных вод зависит от конкретного типа очищаемой воды и может основываться на рассмотренных выше принципах предварительной очистки вод перед обратноосмотическим обессоливанием. [c.298]

Следует отметить, что комбинация мембранного метода получения гелиевого концентрата [75—95% (об.) Не] с криогенным (получение чистого гелия) позволит примерно на 20% снизить себестоимость товарного продукта [71, 116. В случае, если природный или нефтяной газы наряду с гелием содержат диоксид углерода, целесообразной представляется мембранная очистка этих газов от СО2 с последующим извлечением гелия из потока пермеата. [c.326]

Создание высокопроизводительных и селективных асимметричных или композиционных мембран и аппаратов на их основе позволит существенно расширить границы применения мембранного метода извлечения ЗОг из газов, в частности приблизить решение важнейшей проблемы эффективной очистки низкоконцентрированных [0,3—0,8% (об.)] по 502 выбросных газов с последующей их утилизацией. [c.333]

Диафильтрация на основе таких мембранных методов разделения, как ультрафильтрация и обратный осмос, не сопровождается фазовыми и химическими превращениями, проводится при невысоких температурах. Это позволяет очищать растворы соединений, которые весьма чувствительны к внешним воздействиям, не ухудшая качества продукции, обеспечивает простоту технологического оформления и низкую стоимость процесса очистки. [c.240]

Наряду с другими мембранными методами разделения жидких систем, широкое распространение в промышленности и лабораторной практике получили обратный осмос и ультрафильтрация. [c.14]

Автор книги — доктор технических наук профессор Юрнй Иосифович Дытнерский является ведущим специалистом -в области мембранных методо-в разделения жидких смесей. Исследования проблем мембранной техники и технологии, впервые в нашей стране начатые Ю. И, Дытнерским в 1960 г., продолжаются под его руководством на возглавляемой им кафедре процессов н аппаратов МХТИ им. Д. И. Менделеева. [c.4]

Сопоставление технико-экономических показателей получения биологически активных соединений, из которого очевидна экономическая эффективность мембранных методов, приведено в табл. VI, 3. [c.290]

Мембранные методы, таким образом, являются перспективными практически для всех отраслей народного хозяйства, в которых возникает необходимость разделения, очистки и концентрирования органических или минеральных веществ. [c.8]

Определение ориентации и формы пор по скорости диффузии через мембрану. Метод основан на наблюдении скоростей диализа и на предположении, что в мембране происходит свободная диффузия. Два раствора с различными концентрациями одного и того же вещества разделяют полупроницаемой мембраной, поры которой пропитаны растворителем, причем диаметр пор значительно превосходит диаметр частиц диффундирующего вещества. Под влиянием градиента концентрации, так же как и в свободном растворе, происходит диффузия вещества в сторону менее концентрированного раствора и диффузия воды в обратном направлении. При этом коэффициент диализа Рд может быть определен из выражения [111] [c.106]

За последние годы расширилась область практического применения мембранных методов разделения жидких смесей, увеличились производительности установок, усложнились их схемы. Так, для опреснения соленых вод применяют двухступенчатые установки производительностью в несколько тысяч кубических метров в сутки (см. стр. 298). В некоторых случаях может оказаться рациональной схема, состоящая из большего числа ступеней, особенно при наличии на линии высокого давления рекуперативной турбины (см. стр. 301). Методы расчета подобных систем (потоков по ступеням, их состава, необходимой поверхности мембран и их селективности и т. п.) достаточно сложны и пока еще находятся в стадии разработки. Поэтому в данной главе рассмотрены принципы расчета только наиболее распространенных вариантов двухступенчатых схем. [c.223]

В последние годы все большее внимание уделяют разделению жидких и газовых смесей с использованием полупроницаемых мембран (мембранные методы). Полупроницаемые мембраны обладают замечательным свойством — пропускать одни вещества и задерживать другие. Для использования в крупных промышленных установках разработаны четыре основных типа аппаратов для мембранного разделения с трубчатыми мембранными элементами типа фильтр-пресса с плоскокамерными мембранными элементами с мембранами в виде полых волокон с рулонными или спиральными мембранными элементами. [c.164]

До недавнего времени разделение жидких гомогенных смесей осуществлялось только с помощью таких широко известных процессов, как перегонка, адсорбция, экстракция, кристаллизация, дистилляция и т. п. Однако эти методы имеют ряд существенных недостатков — сложность и громоздкость аппаратуры и технологических схем, большие эксплуатационные затраты, необходимость использования высоких или очень низких температур и т. д. Кроме того, в ряде случаев названные методы разделения оказываются вообще непригодными. Подобных недостатков в значительной мере лишены мембранные методы разделения жидких смесей, в том числе обратный осмос и ультрафильтрация, которые в настоящее время завоевывают самые широкие сферы применения. Обратный осмос и ультрафильтрация часто не только более дешевы, чем такие методы, как перегонка, экстракция, выпаривание и др., но н способствуют решению задач по улучшению качества продукции и использованию сырья, материалов, топлива, электрической и тепловой энергии, а также создают новые возможности использования вторичных сырьевых ресурсов и отходов. [c.277]

Преимущества мембранных методов обусловили создание в США научного центра по их изучению применительно к очистке сточных вод целлюлозно-бумажной нромышленности. Подход к решению проблемы заключается в максимальной обработке стоков непосредственно в про- [c.316]

Очистка сточных вод сыроваренных заводов. Очень перспективно применение мембранных методов для очистки сточных вод сыроваренных заводов, на которых в США и Дании построено несколько опытнопромышленных и промышленных установок для извлечения пищевых белков, лактозы, витаминов и молочной кислоты из сбрасываемых в сток сыроваренных сывороток. [c.323]

По данным Управления по соленым водам США [195], на сыроваренных заводах этой страны ежегодно сбрасывается в реки 10 млн. м сыворотки. Вносимое этой сывороткой в водоемы загрязнение эквивалентно загрязнению неочищенными сточными водами, которые сбрасываются в городе с населением 13 млн. жителей. При извлечении из этой сыворотки белков мембранным методом можно получить пищевые бел- [c.323]

По оценке экономистов [3, 4], к 2025 г. потребность в водороде увеличится в 15—17 раз. Во многих производствах водород используют отнюдь не полностью, некоторая его часть в виде сбросных газов выводится из процессов и либо теряется совсем, либо используется в качестве низкокалорийного топлива. Рациональнее, конечно, извлекать водород из этих газов и возвращать его в процесс, однако применение для этих целей методов адсорбции, абсорбции, дистилляции, как правило, неэффективно. Более перспективным, из-за высокой водородопроницаемости и больших значений фактора разделения (селективности) по водороду в металлах и пол имерных материалах, представляется мембранный метод разделения. [c.271]

В освоении этих богатств будут использоваться различные методы извлечения веществ из растворов, в том числе, безусловно, обратный осмос и ультрафильтрация, причем наибольшего эффекта следует ожидать в случаях сочетания мембранных методов с другими известными методами концентрирования, разделения и очистки растворов (напри- [c.327]

Даже краткий и далеко не полный перечень областей применения обратного осмоса и ультрафильтрации позволяет сделать вывод о том, что методы мембранной технологии начинают проникать во многие отрасли народного хозяйства. Однако мы сейчас еще находимся на ранней стадии развития этого нового направления науки и техники, и технологам еще много нужно поработать, для того чтобы определить наиболее рациональные области и способы применения мембранных процессов. Возможность сочетания методов мембраиного разделения с известными процессами, получение новых химически и термически стойких мембран, разработка принципиально новых мембранных процессов и аппаратов, а также возникновение новых технологических потребностей обеспечат дальнейшее проникание и распространение мембранных методов во все сферы пра ктической деятельности человека. [c.328]

Мембранные методы (электродиализ, обратный осмос, ультрафильтрация). [c.16]

МЕМБРАННЫЙ МЕТОД ОЧИСТКИ ГАЗА ОТ КИСЛЫХ КОМПОНЕНТОВ [c.74]

На р с. 8.16 по данным испытаний полупромышленных установок представлена технико-эконом ичеокая оценка мембранного метода осушки природного газа [43]. В расчетах принимали проницаемость паров воды (определенную нри испытании на реальном газе), равную 55,27 м /(м -ч-МПа), и селективность в паре пары воды — метан, рав ную 500. [c.294]

Обычно сч итают, что применительно к очистке природного газа мембранные методы эффективны только для удаления основной массы примесей, а для более тонкой доочистки необходимо применять либо методы с использованием химичесюих абсорбентов, либо адсорбционные [13, 41—43, 61, 63]. Авторы [44] оравнили затраты на двухступенчатый мембранный процесс с абсорбционным диэтаноламиновым (ДЭА) при невыгодных для мембранного способа условиях. Оказалось, что даже при такой низкой концентрации СО2 в газе, как 4% (об.), затраты на эти процессы сравнимы. В табл. 8.11 приведено сравнение затрат (в ценах 1983 г.) на очистку 3350 м ч природного газа, находящегося под давлением 7,7 МПа и содержащего 8% (об.) диоксида углерода. [c.295]

Определяющей проблемой при реализации мембранных методов является разработка и изготовление полупроницаемых мембран, которые отвечали бы следующим основным требованиям высокая разделяющая способность (селективность) высокая удельная производительность (проницаемость) химическая стойкость к действию среды разделяемой системы неизмененность характеристик в процессе эксплуатации достаточная механическая прочность, отвечающая условиям монтажа, транспортирования и хранения мембран низкая стоимость. [c.45]

Одним из серьезных недостатков всех мембранных методов обессоливания воды является загрязнение мембран взвешенными частицами и коллоидами, присутствующими в исходном растворе. Кроме того, ряд солей (Са304, СаСОз, соли кремневой кислоты и др.), которые также [c.294]

Предварительно были рассмотрены еще два метода обессоливания— дистилляция и ионный обмен. Поскольку расчеты показали, что стоимость обессоливания воды дистилляцией будет на 20—30% выше стоимости воды, получаемой мембранными методами, то дистилляцион-ный метод был отвергнут. Ионный обмен был отвергнут прежде всего потому, что при довольно большом солесодержании обрабатываемой воды (до 3200 мг/л) неизбежно будут образовываться огромные количества регенерационных вод и возникнет проблема их утилизации. [c.299]

В настоящее время уже традиционной стала точка зрения, что даже при низкой концентрации СО2 в газе (4 % по объему) затраты на тонкую доочистку с использованием абсорбционного диэтаноламинового (ДЭА) и мембранного методов оказываются сравнимыми [40]. Отмечено также, что присутствие НзЗ и других серосодержащих примесей в очищаемом газе не влияет на рабочие характеристики полых волокон полимерных мембран поскольку проницаемость сероводорода выше, чем диоксида углерода, то пермеат оказывается обогащенным как тем, так и другим газом. [c.75]

Лекция 18. Производство водорода. Объёмы потребления и область применения водорода. Сравнение различных способов производства водорода с использованием в качестве восстановителя электричества, неорганических и органических восстановителей. Концентрирование (выморазки-вание, адсорбционные, абсорбционные и мембранные методы). Получение водорода паровой конверсией метана, парокислородной конвероией нефтяных остатков и угля [c.283]