Мембранное разделение газов

Промышленные аппараты для мембранного разделения газов должны удовлетворять следующим требованиям иметь высокую плотность упаковки, т. е. возможно большую поверхность мем- [c.191]

Мембранное разделение газов используют в технологии переработки природных газов, обогащения воздуха кислородом, концентрирования водорода продувочных газов синтеза аммиака, для создания регулируемой газовой среды при хранении сельскохозяйственной продукции и многих других целей. Перспективно применение мембранного газоразделения для очистки отходящих газов, особенно от ЗОг, НгЗ. [c.6]

Анализируя связь между достигаемым фактором разделения СО2/СН4 и параметрами процесса очистки на примере одноступенчатой схемы (вариант о), можно сделать вывод, что фактор разделения значительно влияет на степень извлечения только до некоторого определенного (в данном случае а= 10) значения. Это подтверждается и на примере других процессов мембранного разделения газов. Сравнение различных методов очистки биогаза, в том числе и мембранного, приведено в литературе [51]. [c.303]

ЭНЕРГЕТИКА МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ [c.228]

Следует отметить, однако, что выбор схемы процесса мембранного разделения газов определяется, в первую очередь, конкретными условиями производства, видом и характеристиками промышленно выпускаемых мембран, оборудования, индексом цен и многими другими технико-экономическими факторами. [c.228]

Промышленные аппараты для мембранного разделения газов должны удовлетворять следующим требованиям иметь высокую степень упаковки, т.е. возможно большую поверхность мембран в единице объема аппарата быть технологичными в сборке, доступными для осмотра и ремонта, надежными и работоспособными в течение длительного времени обеспечивать равномерное распределение газовых потоков в напорном и дренажном пространстве мембранных элементов иметь невысокое гидравлическое сопротивление и быть герметичными. [c.174]

При применении непористых мембран разделение газов осуществляется за счет разной скорости диффузии компонентов через перегородки. Для таких мембран проницаемость газов и паров на 2-3 порядка ниже, чем для пористых, но селективность значительно выше. Кол-во газа, проходящего через единицу площади пов-сти сплошной перегородки в единицу времени, определяется по ф-ле У=К х X [(< 1 - -р2)/6], где с,, С2 и Р1, />2-соотв. [c.25]

Процесс мембранного разделения газов в настоящее время используют для решения ограниченного числа задач, что связано с необходимостью получения в каждом конкретном случае полупроницаемой мембраны, обладающей высокой селективностью и проницаемостью по компонентам данной смеси. Наиболее изучены следующие процессы мембранного разделения газов получение воздуха, обогащенного кислородом получение азота концентрирование водорода продувочных газов синтеза аммиака и нефтепродуктов выделение гелия, диоксида углерода и сероводорода из природных газов получение и поддержание состава газовой среды, обеспечивающего длительную сохранность овощей и фруктов. [c.319]

Для того чтобы процесс мембранного разделения газов мог конкурировать с другими процессами разделения, мембрана должна обладать следующими свойствами высокой проницаемостью по преимущественно проходящему компоненту высокой селективностью но отношению к этому компоненту химической стойкостью и механической прочностью, позволяющими эксплуатировать мембрану в течение нескольких лет. [c.344]

В случае применения непористых мембран разделение газов идет за счет разной скорости диффузии компонентов через мембраны. Для таких мембран проницаемость газов и паров на 2-3 порядка ниже, чем для пористых, но селективность значительно выше. [c.331]

Изложены теоретические и прикладные аспекты мембранного разделения газов. Рассмотрены закономерности переноса массы в мембранах, конструкции мембранных аппаратов и особенности массопередачи в них. Приведены методика расчета газоразделительных установок и сравнительный энерго-экономический анализ различных методов разделения газов. [c.135]

Если транспорт газа осуществляется вязким потоком (как, например, в случае микрофильтрационных мембран), разделения газов не про- [c.309]

VI.4-2.2. Газоразделение с помощью непористых мембран Разделение газов непористыми мембранами определяется различием проницаемостей материала мембраны для этих газов. Простейшим способом описания диффузии газа является первый закон Фика [c.310]

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]

Рассмотрим особенности процессов массопереноса в пористых и непористых мембранах. Существуют как неорганические пористые мембраны, так и полимерные пористые мембраны. Матрицы пористых мембран, применяемых ддя мембранного разделения газов, имеют средние радиусы пор в пределах от 1,5 нм до 200 нм. На ироцессы переноса кошюнептов газа в таких мембранах, оказывают влияние структурные характеристики пористой среды. К их числу относится пористость П, т. е. объемная доля пор, суммарная поверхность всех пор в единице объема пористого тела Sy, средний диаметр пор d. Больщое значение имеет также распределение пор по размерам и степень извилистости каналов. [c.418]

Для мембранного разделения газов обычно применяют матрицы с переходными порами, эффективные радиусы которых колеблются от 15 до 2000 А. В области действия поверхностных сил находится лишь часть норового пространства, размеры которого в целом на несколько порядков больше газокинетическо-го радиуса молекул в этом случае применимы обычные термодинамические представления о фазах и поверхностях раздела между ними. Можно ожидать, что на процессы течения газовой [c.39]

Рис. 4.27 дает представление о характере изменения коэффициента извлечения /Си с ростом давления в напорном канале, при этом имеется возможность сравнить процессы при одностороннем и двустороннем проницании, при вынужденном и смешанноконвективном движении газа с моделью идеального вытеснения (кривая 1). Видно, что внешнедиффузионное сопротивление резко снижает массообменную эффективность мембранного разделения, причем наблюдается максимум зависимости К = Р ). Положение максимума смещается в сторону больших давлений при интенсификации процесса массообмена в результате свободной конвекции, а также при двустороннем расположении мембраны в канале. С ростом коэффициента деления 0 смещение максимума зависимости Ka f Pf) имеет более сложный характер при увеличении 0 от О до 0,5 оптимум смещается в сторону более низких давлений — это область нарастания внешнедиффузионных сопротивлений (см. рис. 4.26). Далее, с ростом 0, оптимальное значение давления Р смещается в сторону больших значений — здесь влияние массообмена в газовой фазе падает вследствие истощения смеси. В гл. 7 дан анализ влияния массообменных процессов в каналах на энергетику мембранного разделения газов, который, позволит дать рекомендации по выбору оптимального давления в аппаратах. [c.156]

Для процессов мембранного разделения газовых смесей с использованием высокоселективных композиционных мембран важен вопрос о концентрационной поляризации [14, 15]. В общем случае в результате селективного переноса компонентов газовой смеси через мембрану в напорном канале модуля возникает градиент концентраций по нормали к мембране. В результате у поверхности мембраны образуется пограничный слой, в котором концентрация целевого (или селективнопроникающего) компонента меньше, чем в ядре потока. В процессах мембранного разделения газов компоненты газовой смеси переносятся к мембране как конвекцией, так и молекулярной диффузией. Решение уравнения совместного конвективно-диффузи-онного переноса через пограничный слой к поверхности мембраны приводит к следующему выражению для концентрации целевого (или г-го) компонента ую в газовой фазе у поверхности мембраны в напорном канале [16] [c.172]

К основным мембранным методам разделения, достаточно широко применяемым в различных отраслях промышленности, относятся обратный осмос, ультрафильтрация, микрофильтрация, диализ, электродиализ, испарение через мембрану, разделение газов. Разрабатываются новые мембранные методы мембранная дистилляция, электроосмофильтрация и др. В любом из этих процессов разделяемая смесь соприкасается с полупроницаемой мембраной. [c.313]

Мембранные процессы классифицируются по виду основной движущей силы процесса. Движущей силой мембранного процесса является градиент химического (для незаряженных частиц потока) или электрохимического (для заряженных частиц потока) потенциала. Однако для технических расчетов таких процессов, так же как и для других массообменных процессов, в качестве движущей силы мембранного процесса принимают градиент фактора, определяющего скорость данного процесса, например градиент давления, температуры и т.д. Таким образом, основной движущей силой мембранного процесса может быть градиент тяяекия - баромембранные процессы (обратный осмос, нано-, ультра- и микрофилыра-ция), градиент концентраций-диффузионно-мембранные процессы (диализ, испарение через мембрану, мембранное разделение газов и др.), градиент электрического потенциала-электромембранные процессы (электродиализ, электроосмос и др.), градиент температурпроцессы (мембранная дистилляция и др.). В некоторых мембранных процессах возможно сочетание двух или даже трех названных выше движущих сил. [c.314]

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]

Опыты по мембранному разделению газов были проведены Митчеллом еще в 1830 г. Один из опытов состоял в том, что широкогор-лую банку заполняли водородом, а горлышко закрывали эластичной пленкой, как показано на рисунке. Водород можно считать идеальным газом. [c.272]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология