Испарение через мембрану

Диффузионные мембраны обычно применяются для разделения газовых и жидких смесей методом испарения через мембрану [1]. Для разделения растворов под действием градиента давлений эти мембраны практического применения пока еще не находят, так как скорость процесса при использовании известных мембран этого типа очень низка. Она может быть увеличена путем создания ультратонких анизотропных диффузионных мембран (рис. П-2), а также повышением температуры разделяемой смеси. Перенос вещества через непористые мембраны рассмотрен в работах [1, 11]. [c.47]

Испарение через мембрану. Это процесс разделения жидких смесей, основанный на различной скорости переноса компонентов смеси через полупроницаемую мембрану вследствие различных значений их коэффициентов диффузии. Из исходного раствора через мембрану в токе инертного газа или путем вакуумирования (рис. 24-8) отводятся пары, которые затем концентрируются в конденсаторе. При разделении происходят растворение вещества в материале мембраны (сорбция), диффузия его через мембрану и десорбция в паровую фазу с другой стороны мембраны. Процесс переноса вещества через мембрану описывается законом Фика [уравнение (24.5)]. Состав паров зависит от температуры процесса (влияние давления на его характеристики незначительно), материала мембраны, состава разделяемой смеси и др. Для увеличения скорости процесса раствор нагревают до 30-60 °С, а в паровой зоне создают разрежение. [c.333]

Диффузионные мембраны обычно применяют для разделения газов, жидких смесей методами испарения через мембрану, диализа. Диффузионные мембраны являются практически непористыми. Они представляют собой квазигомогенные гели, через которые растворитель и растворенные вещества проникают под действием градиента концентраций (молекулярная диффузия). [c.315]

Испарение через мембрану [c.654]

Испарение через мембрану-разделение жидких смесей, компоненты к-рых имеют разные коэф. диффузии. Из [c.25]

Р.-один из самых энергоемких хим.-технол. процессов. Поэтому в хим. произ-вах все чаще применяют альтернативные процессы и методы разделения. К ним относят испарение через мембрану (см. Мембранные процессы разделения), осуществляемое в аппаратах пленочного типа противоточную кристаллизацию с непрерывным мас сообменом (экономия энергии достигается благодаря тому, что теплота плавления разделяемых ВгВ, как правило, существенно меньше, чем теплоты их парообразования см. также Кристаллизационные методы разделения смесей) и др. Однако, несмотря на все большее распространение этих и иных альтернативных процессов и методов, Р. по-прежнему сохраняет свое значение в хим. отраслях пром-сти, особенно в нефтепереработке и нефтехимии. [c.235]

Диффузионные мембраны обычно применяют для разделения газовых и жидких смесей методом испарения через мембрану. [c.563]

Испарение через мембрану. Это процесс разделения жидких смесей посредством полупроницаемых мембран, когда разделяемая жидкая смесь вводится в соприкосновение с мембраной с одной ее стороны, а проникающий компонент (или смесь) в виде паров отводится с другой стороны мембраны в вакуум, либо в поток инертного газа (рис. 17.3). [c.430]

Р 1с. 24-8. Схема проведения процесса разделения жидких смесей испарением через мембрану [c.333]

При выборе оптимальных условий разделения данной смеси испарением через мембрану и материала мембраны следует иметь в виду, что скорость проницания через мембрану выше для следующих веществ а) с меньшей молекулярной массой в ряду гомологов б) с молекулами меньших размеров при одинаковой [c.333]

Разделительные аппараты безопорного типа в большинстве случаев используют для разделения растворов и коллоидных систем методом ультрафильтрации и диализа. В частности, безопорные разделительные аппараты нашли широкое применение в качестве гемодиализаторов для аппаратов искусственная почка . При разделении жидких смесей методом диализа в один из штуцеров корпуса аппарата подают диализующую жидкость (вариант А, рис. 5.21), разделяемую систему обычно подают в каналы волокон через штуцер крышки аппарата. Аналогичным образом можно вести разделение жидких смесей методом испарения через мембрану. [c.183]

Для процесса разделения испарением через мембрану применяют пористые и непористые мембраны, обычно на основе различных полимеров (например, полипропилена, полиэтилена и др.). На основе неорганических материалов (например, керамики) изготовляют пористые мембраны. Эти мембраны обладают большим гидродинамическим сопротивлением, поэтому их целесообразно изготовлять композитными - в виде закрепленных на пористых подложках ультратонких селективных пленок. Наибольшие селективность и проницаемость наблюдаются у лиофильных систем, т. е. когда полярности мембраны и компонента разделяемой смеси совпадают. [c.334]

Испарение через мембрану перспективно также для разделения углеводородов различных классов, водных растворов органических кислот, кетонов, очистки сточных вод, смещения равновесия в хи- [c.334]

Для процессов разделения жидких смесей методом испарения через мембрану используют непористые полимерные мембраны, являющиеся квазигомогенными гелями. Растворитель и растворенные вещества проникают через них вследствие молекулярной диффузии, поэтому такие мембраны называют диффузионными. Скорость прохождения молекул через диффузионную мембрану пропорциональна коэффициенту диффузии, зависящему от размеров молекул и их формы. Диффузионные мембраны применяют для разделения компонентов с близкими [c.431]

Вклад отдельных видов сопротивлений в общее (Я) различен и зависит от типа мембранного процесса и условий его проведения. Например, при диффузионном разделении газов при условии небольшого перепада давлений через мембрану основное сопротивление процессу сосредоточено в самой мембране (г /-4 + Гз), и сопротивлениями Г) и 2 можно пренебречь при обратном осмосе и ультрафильтрации обычно пренебрежимо малой является величина г2 при испарении через мембрану могут быть соизмеримы все виды сопротивлений-г 1, и Г2. [c.341]

Каковы особенности разделения жидких смесей методом испарения через мембрану Для разделения каких смесей наиболее целесообразно применение этого метода [c.356]

Разделение смесей мембранными методами в отличие от широко применяемых методов ректификации, экстракции, выпаривания и др. производится без фазовых превращений и (за исключением процесса испарения через мембрану) обычно при температуре окружающей среды. Применяемая в мембранных методах разделения аппаратура проще, компактнее и дешевле. Более того, эти методы в ряде случаев оказываются не только более экономичными и менее энергоемкими по сравнению с другими методами, но часто позволяют полнее использовать сырье и энергию и открывают новые возможности получения ценных продуктов за счет использования вторичного сырья и отходов. [c.6]

Испарение через мембрану чистых жидкостей и смесей жидкостей. Мембраны, используемые для осуществления процесса испарения через мембрану [c.430]

При диффузионно-мембранном процессе испарения через мембрану отводятся пары растворителя, которые затем конденсируются в отдельном конденсаторе. Процесс переноса паров растворителя поперек мембраны описывается законом диффузии Фика (уравнение (5.5)), в котором коэффициент диффузии имеет смысл коэффициента эквивалентного квазидиффузионного переноса целевого компонента в пористой структуре мембраны и определяется опытным путем для каждой конкретной пары компонент - мембрана. [c.468]

Диффузионное разделение газовых смесей Испарение через мембрану Осмос Диализ Электроосмос [c.11]

ИСПАРЕНИЕ ЧЕРЕЗ МЕМБРАНУ, метод разделения р-ров, компоненты к-рых имеют различные коэф. диффузии. Осуществляется в мембранных аппаратах. К полупроницаемой мембране подводится исходный р-р, из к-рого через мембрану в токе инертного газа или путем вакууми-рования отводятся пары их состав зависит от т-ры процесса, состава р-ра, материала мембраны и др. При разделении происходит сорбция растворенного в-ва мембраной, его диффузия через мембрану и десорбция в паровую фазу процесс описывается ур-нием Фика (см. Диффузия). Мембранами обычно служат целлофановые, полипропиленовые, полиэтиленовые и др. пленки. Для увеличения скорости процесса р-р нагревают до 30—60 °С. Метод примен. для разделения азеотропных смесей, жидких углеводородов, водных р-ров карбоновых к-т и др. [c.228]

Рассмотрим перенос чистых жидкостей в процессах испарения через мембрану. Поток вещества J связан с градиентом концентрации по закону Фика [c.431]

Хотя соотношение между гидрофильными и гидрофобными элементами и является ключевым фактором химической характеристики мембран, используемых для водных сред, последние не являются единственными в практике мембранного разделения. Разделение нефтяных фракций, например, может быть проведено с помощью полиэтиленовых мембран разной степени кристалличности. Такие мембраны уже были использованы для выделения испарением через мембрану л-ксилола из раствора, содержащего все три изомера. Аналогично в случае систем с полярностью, промежуточной между полярностью водных и углеводородных сред, разделение можно провести с помощью мембран, в которых установлено нужное соотношение между лиофобными и лиофиль-ными элементами по отношению именно к данному растворителю. Для такого в.одноподобного растворителя, как метанол, можно использовать мембраны те же или близкие к тем, которые используют для разделения водных растворов. Так и ацетатцеллюлозные, и мембраны из метилированного полиамида можно (с небольшими изменениями) использовать для разделения спиртовых растворов, в том числе и для низкомолекулярных спиртов. [c.70]

Наиболее перспективно применение данного метода для разделения азеотропных смесей. На рис. 24-9 представлены варианты (кривые 1-3) разделения азеотропной смеси изопропанол-вода при различных температурах в конденсаторе 6 (см. рис. 24-8). На рис. 24-9 приведена также равновесная кривая 4 для этой смеси (без мембраны). Такое эффективное разделение азеотропа объясняется тем, что механизм разделения методом испарения через мембрану принципиально отличается от широко применяемой для разделения жидких смесей ректификации, основанной на разности давления (упругости) паров компонентов смеси. Вместе с тем сочетание мембранных процессов с ректификацией позволяет получать двухтрехкратный экономический эффект. Например, для разделения смеси этанол-вода (рис. 24-10) с использованием баромембранных методов (микрофильтрации и обратного осмоса) и ректификации можно концентрировать разбавленные растворы до составов, близких к азеотропным. Разделение азеотропных смесей экономически выгоднее проводить испарением через мембрану. [c.334]

Днффузнонно-мембрашше процессы (мембранное газораз-деление, испарение через мембрану, диализ) обусловлены градиентом концентрации по толщине пористых либо непористых мембран на основе полимеров или с жёсткой структурой. Используются для разделения газовых и жидких смесей. [c.25]

Для обратного осмоса, как правило, используют плоскокамерные, трубчатые и рулонные аппараты для ультра-фильтрации-плоскокамерные и трубчатые для микрофильтрации-те же аппараты, а также обычные патронные фильтры для электродиализа-кроме электродиализаторов, иногда плоскокамерные и с полыми волокнами, снабженные подводкой электропитания для мембранного газоразделв-ния-рулонные, плоскокамерные и трубчатые для испарения через мембрану-те же аппараты, что и для баромембранных процессов, снабженные системами подогрева, вакуумирования,. подачи инертного газа и конденсаторами паров для диализа-плоскокамерные и др. мембранные. [c.27]

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]

Механизмом переноса веществ через неаористые полимерные мембраны в процессах испарения через мембрану так же, как и в процессах газоразделения, является сорбционно-диффузионный механизм. Перенос через мембрану осуществляется в три стадии растворение проникающих через мембрану веществ со стороны жидкости в полимерном материале диффузия этих веществ через мембрану их испарение с другой стороны мембраны. Селективность процесса определяется селективной сорбцией и (или) селективной диффузией. В отличие от газоразделения сильное сродство компонентов жидкой смеси к полимерному материалу мембраны вызывает повыщенную растворимость жидкости в полимере. В процессе первапорации ироисходит значительное анизотропное набухание материала мембраны. Со стороны паровой фазы мембрана остается практически сухой, а со стороны жидкости устанавливается равновесное состояние и степень набухания велика. Перенос компонентов смеси через неравномерно набухшую мембрану определяется величинами локальных коэффициентов диффузии компонентов, зависящими от их концентраций. В результате профиль концентрации каждого из компонентов в направлении, перпендикулярном к поверхности мембраны, оказывается существенно нелинейным. Тогда и коэффициент проницаемости не будет постоянной величиной, а будет существенно зависеть от состава смеси. Например [4], если для разделения системы этанол—вода в качестве полимера использовать поливиниловый спирт, то при низких концентрациях спирта мембрана сильно набухает и селективность равна нулю. При низких концентрациях воды поливиниловый спирт имеет высокую селективность по отношению к воде и достаточно большую проницаемость. [c.431]

Диффузионный мембранный метод в системе жидкость- твердое тело - газ получил название исиарение через мембрану или первапорация. Метод основан на селективной проницаемости некоторых материалов для различных компонентов жидких смесей. Явление селективной проницаемости впервые обнаружено на каучуковых мембранах для смесей углеводород - спирт. От.чичи-тельной особенностью процесса мембранного испарения от других мембранных процессов является переход проникающих через мембрану веществ из жидкого состояния в парообразное, для чего требуется подвод к системе энергии, 1Ю меньшей мере равной теплоте испарения пермеата. Из этого следует, что испарение через мембрану может быть использовано практически лишь тогда, когда селективность переноса гораздо выше, чем при простом испарении, в частности, для разделения азеотропных и близко кипящих смесей. Движущей силой процесса мембранного испарения является разность химических потенциалов по обе стороны мембраны. Длл поддержания химического потенциала на достаточно высоком уровне необходимо предотвратить конденсацию иермеата на поверхности мембраны со стороны пара. Это достигается непрерывным отводом пара, обдувом инертным газом или вакуумированием. [c.217]

Испарение через мембрану осуществляется с помощью непористых полимерных мембран. Исходная жидкая смесь, подлежащая разделению, приводится в контакт с одной стороной селективно проницаемой мембраны, проникшие через мембрану вещества в виде пара удаляются с другой стороны мембраны. Низкие значения парциальных давлений проникающих через мембрану компонентов обеспечиваются путем создания вакуума со стороны паровой фазы или с помощью газа-носителя (см. раздел 18). В отличие от большинства других мембранных процессов, для проведения которых не требуется подвода тепла, процесс испарения через мембрану требует испарения части исходной жидкой смеси. Поэтому данный метод разделения целесообразно использовать для выделения из жидких смесей компонентов, содержащихся в небольших количествах. Разделение смеси достигается за счет того, что различные компоненты смеси переносятся через мембрану с различной скоростью. С помощью испарения через мембрану могут эффективно разделяться азеотропные жидкие смеси, проявляющие положительные отклонения от закона Рауля, разделение которых при помощи обычного процесса ректификации невозможно. В настоящее время испарение через мембрану используется главным образом для дегидратации, т. е. удаления воды из органических растворителей или их смсссй. [c.32]

В последние годы внимание ученых и инженеров все более привлекают мембранные методы разделения смесей, например электродиалиа, диализ, обратный осмос, ультрафильтрация, испарение через мембрану, диффузионное разделение газов, которые обладают рядом существенных преимуществ перед такими известными методами разделения, как ректификапия, абсорбция, адсорбция, экстракция, Вне фение мембранных методов позволит снизить загрязнение окружающей среды отходами производства, а также получать из отходов ценные продукты. [c.4]

МЕМБРАННЫЕ МЕТОДЫ РАЗДЕЛЕНИЯ, осуществляются с помощью полупроницаемых мембран (см. Разделительные мембраны). Р-ры разделяются методами обратного осмоса, ультрафильтрации, диализа, электродиализа, испарения через мембрану, коллоидные системы — методами микрофильтрации и ультрафильтрации. О разделении газовых смесей см. Мембранное газоразделеиие. [c.321]

Разделение жидкостей методом испарения через мембрану также основано на различной диффузионной проницаемости мембран для паров веществ. При этом движущей силой процесса, как правило, является перепад давлений или концентраций. Смесь жидкостей, находящуюся в контакте с мембраной, нагревают. Проникающие через мембрану пары отводят с помощью вакуумирования или потоком инертного газа. Выделяют [13] пять основных стадий процесса 1) перенос вещества из глубины жидкого потока к мембране 2) сорбцию вещества поверхностным слоем мембраны 3) диффузию вещества через мембрану 4) десорбцию вещества с противополо кной [c.16]

Диффузионное разделение Испарение через мембрану СШмос [c.136]

ДиффузиоЕШые мембраны обычно применяются для разделения газов и для разделения жидких смесей методом испарения через мембрану. [c.375]

Испарение через мембрану (иногда этот процесс называют первапорацией) представляет собой процесс мембвд0юго разделения жидкостей, при котором ис-ходнет жидкая смесь приводится в контакт с одной стороной селективно проницаемой непористой мембраны, а проникпше через мембрану вешества удаляются в виде пара с другой стороны мембраны. Движущей силой процесса переноса ком1юнента / через мембрану является градиент химического потенциала (Д, этого компонента в направлении, перпендикулярном к поверхности мембраны. В случае испарения через мем- [c.430]

Здесь X — координата, отсчитываемая в направлении, перпендикулярном к поверхности мембраны й, — термодинамическая активность компонента / К — универсальная газовая постоянная Т — абсолютная температура р, — равновесное парциальное давление компонента / над жидкой смесью Р, — давление насыщенного пара чистого компонента при температуре Т. Следовательно, движущая сила процесса появляется при наличии градиента активности компонента и (иди) 1радиента температуры. На практике движущей силой, как правило, является градиент активности. Низкое парциальное давление паров достигается либо путем создания разрежения при помощи вакуум-насоса, либо применением газа-носителя (рис. 15.6.1.1). Парциальное давление со стороны пермеата долж1ю быть существенно меньше давления насыщенного пара. Процесс испарения через мембрану в отличие от больщшства других мембранных процессов требует испарения части исходной жидкой смеси. По этой причине наиболее целесообразно использовать данный процесс для выделения из жидких смесей компонентов, содержащихся в небольших количествах. Продуктом может являться как пермеат, так и ретентат. [c.430]

Химический энциклопедический словарь (1983) -- [ c.228 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (2002) -- [ c.333 ]

Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) -- [ c.228 ]

Химия и биология белков (1953) -- [ c.12 ]

Мембранные процессы разделения жидких смесей (1975) -- [ c.0 , c.124 ]

Процессы и аппараты химической технологии Часть 2 (1995) -- [ c.333 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология