Массоперенос в мембранах

В главах 1, 2 и 3 рассмотрены основы массопереноса в мембранах, механизм переноса через непористые и пористые мембраны из полимерных и неорганических материалов, а также через мембраны кристаллической и жесткой аморфной структуры. Показано влияние сорбционных явлений на перенос через мембрану. Дан анализ проницаемости и селективности мембран. [c.7]

Мерой интенсификации (или ингибирования) скорости массопереноса в мембране может служить отношение потоков массы данного компонента в условиях сопряжения и без него эту величину принято называть коэффициентом ускорения Ф [c.22]

Рис. 1.5. Возможные режимы сопряженного массопереноса в мембране а — положительное сопряжение 6 — отрицательное сопряжение в — приведенная. движущая сила и направление результирующего потока массы -го компонента

Таким образом, вторые члены уравнений (2.73) — (2.75) представляют собой отношения коэффициентов проводимости собственно процессов поверхностной и кнудсеновской диффузии 88 и кк, в этом случае коэффициент ускорения массопереноса в мембране есть функция только феноменологической стехиометрии Ф = 1+22 (см. гл. I). [c.69]

В общем случае коэффициент проницаемости как интегральную кинетическую характеристику массопереноса в мембране находят по осредненным значениям и <ог> [c.83]

МАССОПЕРЕНОС В МЕМБРАНАХ С КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ И ЖЕСТКОЙ АМОРФНОЙ СТРУКТУРОЙ [c.114]

Массообмен в напорном и дренажном каналах определяется конвекцией и диффузией. Структура потоков в этих каналах может приближаться к предельным моделям идеального вытеснения или смешения чаще же она представляет более сложную модель, учитывающую влияние продольного и поперечного перемешивания. Массоперенос в мембране определяется типом мембраны (см. гл. 1) и может быть только диффузионным или же диффузионным и фазовым одновременно, как в пористых мембранах и пористой основе асимметричных мембран. [c.157]

До недавнего времени при разделении газовых смесей основное внимание уделяли расчету массопереноса в мембранах, считая эту стадию процесса лимитирующей. Внешнедиффузионные сопротивления в напорном и дренажном каналах принимали пренебрежимо малыми. Однако создание высокоселективных высокопроницаемых асимметричных мембран и применение их при значительных давлениях в напорном канале изменили ситуацию в этих условиях влияние внешнедиффузионных сопротивлений сопоставимо с сопротивлением внутреннему массопереносу в мембране. Поэтому целесообразно расчет и анализ работы аппаратов с разными (по структуре) типами мембран проводить раздельно. [c.159]

Рис. 7.12 дает представление о характере изменения функции (7.73) при положительном сопряжении чем выше степень сопряжения массопереноса и химического превращения, тем более совершенен процесс. Следует обратить внимание, что вблизи состояния с фиксированным потоком [2( г/— 1 ")где коэффициент ускорения массопереноса Ф] наиболее значителен (см. рис. 1.4) энергетическая эффективность падает до нуля. Однако при т)->-т)тах МОЖНО получить ДОВОЛЬНО высокие значения массообменных характеристик процесса /р и Х ", значительно превышающие аналогичные показатели несопряженного массопереноса в мембране. [c.252]

Коэффициент массопередачи можно выразить через общее сопротивление массопереносу Н процессов мембранного разделения в виде соотнощения /(м= 1/ = 1/( 1+ 2 + м) (где Г — сопротивление массопереносу со стороны разделяемой смеси гг — сопротивление массопереносу со стороны прошедшего через мембрану вещества Гм — сопротивление массопереносу в мембране). [c.207]

Процессы массопереноса в мембранных системах [c.122]

Часто удобно пользоваться безразмерными параметрами для характеристики массопереноса в мембранном канале [39—42]. Скорость массо-переноса определяется числом Шервуда, которое с учетом связи предельной плотности тока с толщиной диффузионного слоя 6 (раздел 6.3) может быть выражено в двух формах [c.267]

Если выбор движущих сил 1 и Дг независим, то при определенных условиях выражение в скобках и величина Р могут приближаться к нулю при конечных значениях потоков. Поскольку диссипативная функция характеризует рассеяние свободной энергии, это означает приближение процессов в условиях полного сопряжения к термодинамической обратимости. Подробнее проблема энергетической эффективности процессов мембраны в условиях их сопряжения рассмотрена в гл. 7. Здесь же оценим влияние степени сопряжения на скорость массопереноса в мембране. На рис. 1.2 показан общий вид зависимости, где величина Z использована для приведения отношений потоков /]//2 и сил Х-21Х1 к безразмерной форме. [c.19]

На рис. 1.5 показаны возможные режимы сопряженного массопереноса в мембране при положительном (а) и отрицательном (б) сопря жении. Условие равенства химических потенциалов на границах мембраны (ti = n"i) соответствует состоянию с фиксированным потоком (Xi = 0, h LirAr, АгфО), которое делит возможные режимы на две группы с положительными и отрицательными значениями приведенной движущей силы сопряженного массопереноса ZXijAr (рис. 1.5, а). Предельное положительное значение этой величины ZX IAr соответствует нулевому химическому потенциалу в дренажном канале (ji,"j->0), который можно создать при бесконечно большой скорости отвода проникшего потока (например, с помощью газа-носителя [c.24]

Скорость массопереноса в мембранных системах нри электродиализе и ее предельные значения определяются диффузией переносимых компонентов через примембранные слои нсидкости. Размеры этих слоев являются функцией как гидродинамики потока, так и физико-химических свойств фаз [1, 2]. [c.138]

В ЭТИХ уравнениях для компактности используется обозначение grad с. Плотность стоков — источников ус в правой части уравнений связана с изменением потоков переноса за счет х 1мических превращений. Во многих случаях кинетика химиче-ски.х превращений может быть описана формальной кинетикой /п-го порядка, т. о. ус = коС ". Если в процессе массопереноса существенную роль играет фильтрационный механизм, уравнения (2.160) и (2.161) следует преобразовать, используя закон Дарси. Пренебрегая гравитационными эффектами, получим следующие уравнения изотермического массопереноса в мембранах [c.124]

Известно, что электродиализ разбавленных растворов электролитов (концентрация с < 0,005 моль/л) имеет свои особенности. Применение обычных конструкций аппаратов, успешно работающих в области более высоких концентраций, оказывается неэффективным перенос ионов соли снижается в большей степени, чем происходит уменьшение их концентрации выход по току резко падает вследствие интенсивной диссоциации воды происходит сдвиг pH обессоливаемого раствора (обычно он становится кислым) а степень обессоливания раствора уменьшается. Усилиями многих исследователей, направленными на уменьшение межмембранного расстояния в электродиализных аппаратах, использование в мембранных каналах активных (ионопроводящих) сепараторов и ионообменных насадок, мембран с физически и химически модифицированной поверхностью, а также благодаря использованию на практике новых приемов интенсификации массопереноса в мембранных системах, были созданы достаточно эффективные электродиализаторы для глубокого обессоливания растворов электролитов. Такие аппараты расширили область использования электродиализа вплоть до получения деионизованной воды с удельным сопротивлением 1-10 МОм см [1, 2, 31, 35, 36, 43, 145, 208-210], однако скорость процесса все же остается недостаточно высокой. [c.331]