Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Проницаемость разделения

    Основной элемент этого метода - мембрана, т. е. технологическая перегородка, обеспечивающая за счет своей селективной проницаемости разделение веществ без их химических превра-. щений. [c.205]

    Обычно все гели характеризуются не одним размером пор, а распределением пор по размерам в определенных пределах. Максимальный размер пор называют верхним пределом исключения, поскольку все ионы или молекулы, имеющие размер больший, чем максимальный диаметр пор, исключаются, т.е. не могут проникнуть в поры из-за пространственного запрета и элюируются одним пиком в объеме Для ионов или молекул с размерами, меньшими минимального размера пор, гель является полностью проницаемым. Разделение же происходит только тех частиц, размеры которых находятся между максимальными и минимальными размерами пор геля. При этом объем удерживания г-го компонента, отвечающего этому условию. У, равен  [c.209]


    Кинетика ионной полимеризации зависит от характера среды. В средах с высокой диэлектрической проницаемостью разделение зарядов облегчено. Скорость инициирования возрастает и скорость реакций обрыва цепи уменьшается, так как сохранение электронейтральности в различных участках системы может обеспечиваться противоионами. [c.337]

    Рассмотрим простейший пример мембранного равновесия для водных растворов Me"-R- (раствор а) и Ме+А (раствор в), разделенных мембраной, которая проницаема для растворителя, катиона Ме и аниона А и непроницаема для аниона R. Исходное состояние изображено на схеме / (рис. XXI, I) mi — моляльности ионов). Очевидно, в этой неравновесной [c.570]

    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]

    Разделительную способность мембраны принято характеризовать относительной величиной коэффициента проницаемости г-го компонента, или фактором разделения мембраны  [c.12]

    Если сравниваются коэффициенты проницаемости чистых газов Л и А°], то относительную величину а г - называют идеальным фактором разделения мембраны. В общем случае и различны, так как процессы проницания отдельных компонентов смеси через мембрану взаимозависимы. Скорость проницания отдельных компонентов через мембрану зависит от общего [c.12]

    Увеличение энергии связи приводит к усилению роли сорбционных явлений в общем процессе разделения. В частности, скачкообразное изменение концентрации компонентов на границах мембраны не только повышает проницаемость целевого компонента, но может принципиально изменить процесс разделения смеси. В полимерах коэффициенты диффузии более легких растворенных газов, как правило выше, а растворимость их ниже, чем у более тяжелых газов. В итоге скорость проницания последних часто превосходит проницаемость той же мембраны по более легким газам. [c.15]


    В мембранных системах с возрастающей энергией связи повышение селективности сопровождается снижением проницаемости и, следовательно, производительности мембранных модулей. В ряде случаев этого удается избежать путем формирования оптимальной структуры матрицы мембраны, направленного синтеза полимерных материалов для разделения газовых смесей определенного состава, причем особенно перспективны реакционно-диффузионные мембраны, в которых возможно максимальное приближение к природным мембранным системам за счет сопряжения процессов диффузии, сорбции и химических превращений. [c.15]

    Таким образом, если в пористой мембране удается организовать режим свободномолекулярного течения, проницаемость каждого компонента газовой смеси в изотермических условиях определяется структурными характеристиками мембраны, температурой и молекулярной массой газа и не зависит от давления. Разделительная способность является функцией только соотношения молекулярных масс и не зависит ни от свойств мембраны, ни от параметров процесса Г и Р. Из соотношения (2.52) следует, что для мембраны определенной структуры существует комплекс величин, сохраняющий постоянное значение при разделении любых смесей при любых значениях температуры и давления, если Кп>1  [c.57]

    Для диоксида углерода при той же температуре 0°С наблюдается вторая сингулярная точка — минимум проницаемости в области, близкой к насыщению [3]. Следует отметить, что для СО2 указанные параметры состояния довольно близки к критическим. Для низкомолекулярных соединений (Нг, Не, Аг, N2, О2, СН4), критические температуры которых заметно ниже температуры разделения, проницаемость непрерывно возрастает с повышением давления в порах мембран [3]. Экспериментальный материал по проницаемости пористых мембран различной структуры достаточно ограничен, однако имеется обширная информация по массопроводности пористых тел при сушке и адсорбции [9, 14], при этом обнаруживаются подобные закономерности изменения кинетических коэффициентов. [c.58]

    Селективность процесса разделения бинарной смеси в пористых сорбционно-диффузионных мембранах, определяемую в первом приближении идеальным фактором разделения, можно исследовать на основе уравнения проницаемости (2.63) с привлечением соотношений (2.38), (2.53), (2.66) и (2.68), связывающих феноменологические характеристики О,", Di и a ij с молекулярными параметрами газов (Ми ац, е,-, ). Очевидно, увеличение молекулярных размеров и параметров парного [c.65]

Таблица 2.3. Коэффициенты проницаемости и фактор разделения Таблица 2.3. <a href="/info/146020">Коэффициенты проницаемости</a> и фактор разделения
    Проницаемость непористых полимерных мембран зависит от растворимости и диффузии компонентов разделяемой газовой смеси в матрице мембраны. Найдем соотношения, связывающие коэффициент проницаемости и фактор разделения с константой растворимости и коэффициентом диффузии. [c.83]

    Исследуем селективность процесса разделения смеси. Сначала выясним влияние состава и температуры на идеальный фактор разделения ац° (Т, Рст) при Рст О затем определим влияние неидеальности газовой фазы, т. е. отношения коэффициентов активности Р, Хг,. . . , Хп)(Т, Р, Хи. . , Хп) далее, оценим влияние функции давления Qi/(Р, Г, С],.. ., С ) наконец, рассмотрим взаимосвязь между селективностью, проницаемостью и химической природой полимерной матрицы мембраны. [c.105]

    Исследуем влияние температуры на идеальный фактор разделения. Температурная зависимость проницаемости чистых компонентов, как это следует из уравнения (3.76), зависит от энтальпии растворения и энергии активации диффузии Однако избирательность сорбционного процесса а //, как показано в разд. 2.2, при изменении температуры оказывается более консервативной характеристикой, чем проницаемость А(Т). [c.107]

    Спектр гомополимеров, пригодных для получения мембран, весьма широк. Еще большие возможности дает пользование сополимеров и композиционных материалов. Влиянию химической природы и структуры полимерной матрицы на проницаемость газов и селективность процесса разделения уделено много внимания в целом ряде обзоров [6, 8, 10, 14]. Отмечается широкий диапазон изменения проницаемости (примерно на пять порядков) и гораздо более узкий интервал изменения селективности. [c.111]

    Проницаемость и селективность металлических мембран оценивают подобно другим непористым материалам, коэффициентом проницаемости и фактором разделения [c.117]


    Основные выводы, сделанные в разд. 3,3 и 3,4 при анализе проницаемости и селективности непористых полимерных мембран, корректны и для металлических мембран. Следует лишь отметить высокие значения селективности при извлечении водорода из смеси с другими газами, кроме дейтерия. Фактор разделения бинарной смеси Нг—Ог на металлических мембранах колеблется в пределах 1,38—1,65 [8]. [c.117]

    Рассмотрим некоторые закономерности массообмена на этом примере, предполагая аналогию процессов тепло- и массообмена и допуская при этом, что вдув (отсос) газовой смеси иного состава не меняет свойств основного потока, а гидродинамика течения не зависит от процесса разделения на мембране и определяется закономерностями, следующими из решений Бермана. В ряде случаев для мембран с малой проницаемостью допустимо параболическое распределение осевой скорости, не зависящее от параметра отсоса Rey. [c.133]

    Следует отметить, что высокую степень разделения газовой смеси с помощью мембранной колонны можно получить, используя мембраны с относительно низкими значениями проницаемости и селективности. Предпочтительным представляется использование в аппаратах колонного типа мембран в виде полых волокон, сочетающих высокую плотность упаковки с достаточно хорошими технологическими характеристиками. [c.216]

    Процесс разделения описывается дифференциальными уравнениями проницаемости и материального баланса, а также зависимостью, которая учитывает изменение давления по длине (высоте) аппарата  [c.216]

    Содержание гетероатомов (кислорода, серы и азота) во фракциях смол увеличивается в соответствии с увеличением полярности растворителей, применяемых для хроматографического выделения и разделения смол, причем это явление характерно для всех нефтей. С увеличением полярности растворитолей возрастают полярность и диэлектрическая проницаемость смолистых веществ, извлекаемых этими растворителями из силикагеля (табл. 34). [c.59]

    Мембранное разделение газовых смесей основано на действии особого рода барьеров, обладающих свойством селективной проницаемости компонентов газовой смеси. Обычно мембрана представляет собой жесткую селективно-проницаемую перегородку, разделяющую массообменный аппарат на две рабочие зоны, в которых поддерживают различные давления и составы разделяемой смеси. В общем случае понятие мембраны не обязательно связано с существованием такой перегородки и перепадом давления. В широком смысле под мембраной следует понимать открытую неравновесную систему, на границах которой поддерживаются различные составы разделяемой смеси под действием извне полей различной природы (ими могут быть поля температуры и давления, гравитационное и электромагнитное поле, поле центробежных сил). Разделительная способность такой системы формируется комплексом свойств матрицы мембраны и компонентов разделяемой смеси, их взаимодействием между собой. Существенна и степень неравновесностн такой системы. [c.10]

    Наименьшей ячейкой мембранного массообменного устройства является мембранный элемент, состоящий из напбрного и дренажного каналов, разделенных селективно-проницаемой перегородкой. Тип элемента определяется геометрией разделяющей поверхности (плоские, рулонные, трубчатые, волоконные) и организацией движения потоков газа (прямо-и противоточные, с перекрестным током, с рециклом разделяемой смеси и т. д.). Напорный канал элемента плоского типа образован селективно-проницаемыми стенками, ориентированными горизонтально или вертикально. В элементах трубчатого типа напорный канал ограничен внутренней поверхностью одной трубки или наружной поверхностью нескольких соседних трубок. Разделительная перегородка обычно состоит из собственно мембраны, пористой подложки и конструктивных деталей, обеспечивающих механическую прочность и жесткость. Массовые потоки в мембране и пористой подложке ориентированы по нормали к разделяющей поверхности. [c.10]

    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]

    Мембраны, свободно проницаемые только для одного компонента, принято называть полупроницаемыми, а остальные — селективно-проницаемыми, или просто проницаемыми. При разделении газовых смесей обычно имеют дело с селективно-проницаемыми мембранами, поэтому из напорного канала через стенки разделительного элемента проникают все компоненты смеси, но с различной скоростью. Поскольку движущая сила переноса компонента определяется разностью химических потенциалов в напорном и дренажном каналах, скорость проницания каждого компонента меняется по длине мембранного элемента и зависит (как показано ниже) от термодинамических и гидродинамических параметров процесса. Скорость проницания компонентов через мембрану традиционно определяют, используя понятия и феноменологические соотношения фильтрационного процесса. Плотность потока -го компонента через мембра-ну принимают линейно зависящей от перепада давлений над и под мембраной  [c.12]

    Экспериментально установлено, что закономерности эффузионного разделения соблюдаются достаточно строго лишь при Я->0. Влияние давления на проницаемость паров через пористые мембраны показано на рис. 2.5, где использованы опытные данные по проницаемости бутана через пористое стекло Вп-кор при 0°С [3J. Комплекс Ai MiT)° представлен как функция относительного давления PjPv T), определяющего, согласно (2.27) и (2.28), адсорбционный потенциал. Интересно, что проницаемость заметно выше предсказанной теорией, даже Б области, где заведомо обеспечен режим свободномолекулярного течения. При дальнейшем росте давлени в порах мембраны проницаемость монотонно увеличивается, экспериментальная кривая имеет четко выраженный максимум и довольно крутую ниспадающую ветвь. [c.58]

    В табл. 2.3 в качестве примера приведены значения коэффициента проницаемости и фактора разделения для пористой мембраны ( Кис1ероге ) с эффективным диаметром пор <( п>=0,03 мкм [20]. Селективностью процесса разделения в пористых мембранах можно управлять не только изменением поровой структуры и режимных параметров процесса Р и Т. В работе [21] исследована проницаемость селективность пористых стекол с модифицированной поверхностью пор. Изменение состояния поверхности проводили этерификацией силанольных групп спиртами (метанолом, этанолом и 1-пропанолом)  [c.67]

    Модификация поверхности приводила к различному изменению константы Генри и коэффициента поверхностной диффузии для полярных и неполярных газов, в результате существенно изменялась проницаемость и фактор разделения. На рис. 2.9 показан характер изменения коэффициента проницаемости диоксида углерода, пропана, дифторхлорметана СНС1Рг (Н-22)) и 1,2-дихлортетрафторэтана С2С1гр4 (К-114) при полной модифшсации поверхности пористого стекла спиртами (п = = 1—3). Исходное состояние поверхности пористой мембраны (п = 0) принято считать гидрофильным. Селективность процесса извлечения СО2 и СзНе из смеси с фреонами существенно улучшается в мембранах с модифицированной поверхностью. [c.67]

    Обсудим проблему селективности процесса в полимерных мембранах. Столь большое число факторов, влияющих на проницаемость чистых газов, очевидно, скажется на селективности процесса. При разделении газовых смесей в общем случае необходимо учитывать взаимное влияние диффузионных потоков компонентов в мембране, при этом основные сорбционные и диффузионные характеристики процесса оказываются сложной функцией состава газовой смеси. Небольшая примесь сильно-сорбируемого компонента, который отличается специфическим взаимодействием с веществом матрицы мембраны или одним из прочих компонентов смеси, может радикально изменить проницаемость всех компонентов, поэтому принцип аддитивности при определении общего потока через мембрану и оценку селективности процесса на этой основе следует проводить с большой осторожностью. Тем не менее воспользуемся указанным принципом для выявления некторых закономерностей разделения. [c.104]

    Опыты Проведены на модельной смеси СО2—N2 в изотермических условиях (7 = 300 К) при давлении до 2,1 МПа и охватывают область ламинарного и отчасти переходного режимов течения (Re = 500—3300). Идеальный фактор разделения мембраны a° o2N2 = 5,5, проницаемость по азоту Л-бпГ = = 5,67-10- м7м=-с-МПа. [c.141]

    Влияние способа организации потоков в напорном и дренажном каналах мембранного модуля многими исследователями изучалось на примере разделения воздуха [5—7]. Так, проведен [5] расчет процесса разделения воздуха ( 1 м /с) на мембране толщиной 25 мкм, коэффициент проницаемости которой по кислороду принят равным 169-10 моль-м/(м -с-Па). В расчетах коэффициент проницаемости азота через мембрану изменяли таким образом, чтобы идеальный фактор разделения составлял 2, 5 и 10. Величина Рг=Р21Р составляла 0,2, причем Рг и Р принимали равными соответственно 0,1 и 0,5 МПа. Результаты расчетов представлены на рис. 5.7 и 5.8. Как и следовало ожидать, наиболее полное разделение газовой смеси можно получить, применяя противоточную схему [c.170]

    Способ организации и, следовательно, расчета одноступенчатой установки определяется технологическими целями процесса разделения. Например, если из газовой смеси требуется извлечь какой-либо компонент, обладающий наиболее высокой проницаемостью СО2 или Нг из природного газа и др.), наиболее оптимальным представляется осуществление процесса на одноступенчатой многостадийной (при больших концентрациях извлекаемого компонента) установке с параллельно-последовательным расположением стандартных мембранных модулей одного и того же типоразмера. Исходными данными для расчета в этом случае являются нагрузка по исходной смеси (17/) состав газовой смеси, подаваемой на разделение y f) , требуемая концентрация селективнЬпроникающего компонента в ретанте (у,г) давление разделяемой смеси (Р1) и пермеата (Рг) конструктивный тип стандартного газоразделительного модуля, используемая в нем мембрана, ее характеристики. [c.200]

    При отклонениях втп от 0 коэффициенты деления потока на последующих ступенях быстро сходятся к 0 с увеличением номера ступени и, как правило, уже к 4-й или 5-й ступени каскада 0, = 0 [2] (см. табл. 6.1). Авторы [22] провели исследование каскадов с исчерпывающей частью при разделении трехкомпонентной смеси СО2—О2—СО состава г/со2=0,85 уо = 0,05, г/со = 0,10. Проницаемость компонентов смеси через мембрану составляла Асоа =77,0 10- Ло2 = 16,2-10- , Лсо = 7,1- 10 нм -м/(м2-с-Па). Результаты расчетов, проведенных от ступени питания к последней, с произвольно выбранным значе- [c.213]

    Степень разделения газовых смесей с помощью мембран определяется, в первую очередь, значением фактора разделения — соотношением коэффициентов проницаемости компонентов газовой смеси через данную мембрану. Разумеется, достижения в области синтеза полимерных материалов и композиций позволяют надеяться на создание новых поколений высокоселективных и одновременно высоконроизводительных мембран. Однако существующие промышленные мембраны, используемые для разделения газовых смесей, обладают зачастую недостаточ- [c.214]

    Рассмотрим принцип действия такой установки на примере разделения смеси, состоящей из трех компонентов, отличающихся газопроводностью через данную мембрану. Исходную смесь под давлением подают в точку питания первой колонны установки. Компонент с наибольшей проницаемостью отводится в качестве дистиллята с верхней части первой колонны. Кубовый остаток этой колонны подают на разделение во вторую, дистиллят которой представляет собой в основном компонент с промежуточным значением проницаемости, а кубовый остаток— газ с наименьшей проницаемостью. (По другому варианту во вторую колонну на разделение подают дистиллят первой, а компонент с наименьшей проницаемостью выводят в качестве кубового остатка первой колонны.) Расчет мембранных колонн для разделения многокомпонентных смесей можно проводить по уравнениям, выведенным для разделения как двухкомпонентных [24, 25, 26], так и многокомпонентных смесей [30]. [c.223]

    Разделение многокомпонентных смесей можно производить, модифицируя обычную колонную установку. При этом возможно несколько вариантов организации процесса. По одному из них производят дополнительный отбор из той точки капорного пространства колонны, в которой достаточно высока концентрация промежуточного (по проницаемости) компонента газовой смеси. Отобранный поток направляют в дополнительный мембранный модуль (ДММ), получая в качестве пермеата высококонцентрированный промежуточный компонент (рис. 6.20). [c.224]


Смотреть страницы где упоминается термин Проницаемость разделения: [c.171]    [c.72]    [c.478]    [c.37]    [c.113]    [c.13]    [c.65]    [c.111]    [c.111]    [c.112]    [c.188]    [c.200]    [c.215]   
Конструкционные свойства пластмасс (1967) -- [ c.256 ]

Конструкционные свойства пластмасс (1967) -- [ c.256 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Проницаемость при обратном осмосе накопления вещества у поверхности разделения



© 2025 chem21.info Реклама на сайте