Разделение мембранное жидкими мембранами

Особый вид электрохимического равновесия между двумя жидкими фазами (электролитами), разделенными мембраной, может возникнуть в тех случаях, когда мембрана непроницаема для некоторых из ионов, на которые диссоциируют растворенные вещества. Так, многие мембраны непроницаемы для больших органических ионов, например для ионов кислот с большим молекулярным весом. Равновесия этого типа могут характеризоваться как разностью электрических потенциалов, так и разностью гидростатических давлений по обе стороны мембраны. Подобные равновесия называются мембранными . [c.570]

Имеются сообщения о хороших результатах, полученных при разделении сложных смесей жидких веществ при помощи непористых пластмассовых мембран. Разделение компонентов жидкой смеси в этом случае достигается вследствие растворимости одного из компонентов в материале, из которого изготовлена мембрана. Выделяемый компонент проходит через пленку мембраны и выделяется с другой ее стороны в парообразном состоянии. [c.35]

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]

Поверхность жидких мембран, полученных первыми двумя способами, сравнительно невелика ( 10 м в 1 м объема аппарата). Наибольшая поверхность жидких мембран (порядка нескольких тысяч квадратных метров в 1 м объема аппарата) достигается при четвертом способе. Поэтому для промышленной реализации наиболее перспективны жидкие мембраны в эмульсионной системе. Применение жидких мембран может быть эффективным при разделении как водных, так и неводных систем. Широко исследуется их применение для выделения из растворов ионов тяжелых металлов, фенола, аммиака и других соединений. [c.322]

Расчет концентрационной поляризации. В процессе разделения, например, жидких систем через мембрану проходит преимущественно растворитель. При этом концентрация растворенного вещества в пограничном слое у поверхности мембраны повышается. Повышение концентрации происходит до тех пор, пока диффузионный поток растворенного вещества из пограничного слоя в разделяемый раствор не уравновесится потоком растворенного вещества через мембрану с установлением так называемого динамического равновесия. [c.341]

Большой практический и теоретический интерес представляет зависимость скорости и селективности разделения от толщины мембраны. Б опытах [31] полипропиленовые мембраны имели одинаковую структуру и эксперименты проводились в условиях развитой турбулентности жидкой фазы и нри значительном разрежении под мембраной. [c.158]

В зависимости от требований дисперсности разделяемых соединений, имеющих анизотропную или изотропную структуру, применяют микропористые мембраны. В сторону потока разделяемой жидкости обращен тонкий слой с более плотной структурой. Он является барьером, через который происходит разделение компонентов жидкой среды. Более рыхлая крупнопористая структура, лежащая под селективным слоем, является подложкой и обеспечивает механическую прочность мембране. Эта часть мембраны имеет низкое гидравлическое сопротивление потоку фильтрата и неселективна по отношению к низкомолекулярным веществам. Такая анизотропия мембран достигается технологией их изготовления. [c.214]

Чаще всего для объяснения свойств ионитов применяют представления о доннановском равновесии. Сущность его состоит в том, что если два раствора разделены мембраной, которая непроницаема по крайней мере для одного вида ионов, находящихся в одном из растворов, то другие ионы, для которых мембрана проницаема, распределяются по обе стороны этой мембраны неравномерно. Рассматривают равновесие, устанавливающееся в системе растворов, разделенных мембраной. Мембрана может быть активной или неактивной. Пример активной мембраны— ионит. Такая мембрана, погруженная в раствор электролита, рассматривается как второй, более концентрированный раствор. Обмен ионов между раствором и зерном ионита—мембраной происходит, пока не установится мембранное равновесие. Зерно ионита выполняет роль мембраны потому, что функциональные группы закреплены на сетке—каркасе и не могут перейти в раствор (жидкую фазу). При мембранном равновесии ионные произведения для свободно передвигающихся ионов (противоионов) по обе стороны мембраны оказываются равными, т. е. константа ионообменного равновесия равна единице. Термодинамическим условием равновесного состояния является равенство произведений концентраций катионов и анионов по обе стороны мембраны, например для хлорида натрия [На / ] [С11]= [c.50]

Принципы мембранного разделения. Классификация мембран симметричные, асимметричные, композитные мембраны. Новые типы мембран жидкие (пассивные и с активным транспортом газа), керамические мембраны. Требования, предъявляемые к материалу мембран высокая селективность, проницаемость, химическая стойкость, механическая прочность [c.15]

Важным направлением повышения эффективности разделения воздуха является разработка мембран новых типов, в том числе жидких мембран. Реализованные промышленные процессы обогаш,ения воздуха кислородом выполнены с мембранами, имеющими селективность до 3,5. Для ряда процессов необходимо применение воздуха, обогащенного кислородом до 70— 90%. Получение кислорода таких концентраций возможно при коэффициенте селективности мембран по смеси кислород-азот порядка 10—15. К таким мембранам относятся жидкие мембраны (см. гл. 1, 1.1). Использование жидких мембран для разделения воздуха позволяет повысить как производительность установок, так и селективность разделения. [c.56]

Лабораторные опыты с жидкими мембранами показали, что они могут повышать селективность разделения смеси кислорода и азота, что позволяет получать кислород 70—80% чистоты (табл. 2.5) [13]. Разработаны жидкие мембраны, обладающие как высокой селективностью, так и проницаемостью. Одной из реализаций таких разработок являются мембраны, пропитанные органическим комплексным соединением, сходным с гемоглобином. [c.56]

ДОМ и его диффузии через мембрану. Высокая избирательность по отношению к кислороду позволяет повысить коэффициент разделения, который в некоторых случаях достигает приблизительно 30. Коэффициент проницаемости также повышается в несколько раз. Следовательно, за один цикл в результате просачивания через мембрану удается получить воздух, обогащенный кислородом до 90%. Однако в настоящее время жидкие мембраны находятся на стадии исследования. [c.57]

Наряду с широким применением полимерных мембран для разделения воздуха разрабатываются новые типы мембран, например жидкие мембраны, имеющие лучшие характеристики по производительности и селективности. Важным направлением совершенствования мембранных установок является оптимизация параметров мембранных модулей и схем их соединения для увеличения производительности и концентрации целевого компонента. [c.78]

Процессы мембранного разделения с использованием обратноосмотических мембран однотипны. Исходную разделяемую жидкость насосом под давлением прокачивают с определенной скоростью над рабочим слоем мембраны. Вода и часть растворенных в ней веществ проталкиваются сквозь поры мембраны и отводятся в виде фильтрата. Молекулы, их ассоциаты и частицы жидкой смеси, имеющие больший размер, чем размеры пор мембраны, задерживаются, концентрируются в остатке жидкой смеси и образуют второй продукт процесса — концентрат. Концентрат циркулирует непрерывно до получения требуемой или допустимой степени обезвоживания задержанных мембраной веществ. Процесс осуществляют при давлении 1,4—5 МПа и скорости истока жидкой среды над мембраной 0,2—0,3 м/с. Установки обратного осмоса компактнее дистилляционных и электродиализных, просты и удобны в эксплуатации. [c.107]

Процессы разделения жидких систем играют важную роль во многих отраслях народного хозяйства. Для осуществления этих процессов уже давно применяют разнообразные способы перегонку и ректификацию, абсорбцию и адсорбцию, экстракцию и др. Однако природа за миллионы лет эволюции живых организмов выработала наиболее универсальный и совершенный метод разделения с использованием полупроницаемых мембран. Действительно, биологические мембраны обеспечивают направленный перенос необходимых организму веществ из внешней среды в клетку, и наоборот. Без мембран невозможны были бы дыхание, кроветворение, синтез белка, усвоение пищи, удаление отходов и другие процессы. [c.13]

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]

При изучении механизма мембранных процессов разделения жидких смесей необходимо учитывать три основных фактора и их взаимосвязь 1) структуру мембраны 2) структуру разделяемого раствора и его основные термодинамические характеристики 3) взаимодействие раствора (и растворенного вещества) с материалом мембраны. [c.200]

Недостаточная изученность явлений переноса через мембрану и трудность подбора материала мембраны (пока он ведется в большей степени экспериментально) являются основными сдерживающими факторами интенсивного внедрения этого способа разделения. Кроме того, сильная зависимость долговечности мембран от механических нагрузок, температуры, примесей в значительной степени ограничивает область их применения. Это особенно относится к разделению жидких смесей, где труднее обеспечить однородность потока. [c.86]

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]

Данная работа направлена на создание технологии производства асимметричных мембран в виде полого волокна с плотным селективным слоем для разделения газовых и жидких гомогенных систем. Рассматривается возможность создания мембран с взаимосвязанными показателями селективности мембраны и ее проницаемости. [c.165]

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

Следует отметить, что в настоящее время многими исследователями ускоренно разрабатываются и так называемые квазн-жидкие мембраны, принцип действия которых основан на протекании обратимой химической реакции материала мембраны (для кислых газов это обычно щелочи, или соли щелочных металлов) с выделяемым (целевым) компонентом и облегченным переносом этого компонента (обычно в виде комплекса с поглотителем) через мембрану. Применение такого рода мембран, отличающихся сверхвысокой селективностью ( апример, для смеси СО2—СНд значение фактора разделения может достигать нескольких тысяч) может позволить улучшить эффективность проведения процессов мембранного газоразделения, расширить область их применения. Однако мембраны этого типа пока еще не вышли из стадии лабораторных разработок [51, 57—59]. [c.286]

В работе [Зб]отмечено, что разделение углеводородов достигается селективным проникновением через динамические жидкие мембраны, образованные растворами ПАВ на поверхности купель. Правильно подобранные ПАВ или смесь различных веществ позволяет повысить селективность разделения. Основными достоинствами динамических мембран являются высокая проницаемость и селективность по отношению к компонентам сырья, возможность образования их за счет микропримесей, находящихся в растворе. [c.54]

Типично для многих систем то, что из смеси, содержащей 50% одних и 50% других молекул, получается продукт, содержащий 80—90% молекул, не проходящих через мембрану. Так же как процесс дистилляции характеризуется числом тарелов, разделение мембранами характеризуется растворимостью в мембране и ее молекулярной структурой. Процесс селективного проникновения через мембраны пригоден для разделения различных жидких смесей. При помощи таких мембран можно разделить смеси близкокипящих веществ и азеотропные смеси, а также углеводородные смеси такие, как фракции нефти для выделения ароматических и изомерных углеводородов, чтобы улучшить их октановые числа. [c.228]

Обычно плотный слой мембраны определяет ее задерживающую способность (селективность) по отношению к тому или иному компоненту смеси, а пористая ее часть служит субстратом, выполняющим роль несущей подложки. С этой точки зрения понятно стремление иметь максимально тонкий и бездефектный плотный слой. Пористые мембраны служат основой получения составных мембран, полученных наложением друг на друга и соединением нескольких мембран или мембран с другими пористыми материалами с целью увеличения прочности мембраны, изменения ее проницаемости для отдельных компонентов разделяемых смесей, повышения производительности и т. д. Существуют различные варианты составных мембран. Примером таких материалов служат мембраны, полученные путем образования уль-тратонких пленок на пористых мембранах или на различных пористых подложках (ткани, бумаге и пр.). Кроме того, составные мембраны могут быть получены путем заполнения пор материала другим веществом, влияющим на процесс мембранного разделения. Динамические и жидкие мембраны являются также разновидностью составных мембран и их целесообразно выделить в отдельный класс, так как в отличие от других составных мембран они всегда образуются и существуют непосредственно в процессе эксплуатации при разделении жидких смесей. [c.43]

Особый вид электрохимического равновесия между двумя жидкими фазами (электролитами), разделенными мембраной, может возникнуть в тех случаях, когда мембрана непроницаема для некоторых из ионов, на которые днссоции- [c.538]

Разновидностью динамических мембран являются так называемые жидкие мембраны. При исследовании разделения растворов неорганических солей с добавками поверхностно-активных веществ (ПАВ) было обнаружено [83] изменение характеристик ацетат-целлюяозных мембран (см. также Приложения ХП—XIV) по сравнению с растворами солей, не содержащих таких добавок. Оказалось, что катионогенные и неионогенные ПАВ, присутствующие в микроколичествах в исходном растворе, значительно повышают селективность мембраны. Так, эффективной добавкой является (рис. 1-17) полиоксиэтилиро-ванный алкилфенол (ОП-10). Максимальная селективность оказалась при достижении критической концентрахщи мицеллообразования. Дальнейшее повышение концентрации ПАВ не оказывает влияния на характеристики мембраны. [c.46]

В своих работах по изучению жидких мембран мы преследовали три цели 1) модифицировать различные жидкие мембраны и показать, что они обладают гораздо большей селективностью, чем обычные диализные и ионообменные мембраны 2) установить, возможно ли осуществить процесс разделения на таких мембранах, подобно гидрометаллургическнм процессам разделения [c.373]

Основной частью аппаратов мембранного разделения являются полупроницаемые мембраны, которые в значительной мере определяют технологические показатели процесса, а также технические и эксплуатационные характеристики аппаратов. Полупроницаемая мембрана - это перегородка, обладаюшая свойством пропускать преимущественно определенные компоненты жидких или газообразных смесей. [c.73]

Условность первого метода заключается в том, что измеряется давление Смеси паров испытуемого нефтепродукта с водяным паром и воздухом при постоянном соотношении паровой и жидкой фаз, равном 4. К подобным же условным методам относится метод Вапявского - Вударова (ГОСТ 1668 - 53). В качестве примеров методов определения истинных значений ДНП мо.гут служить мембранный [98] и тензиметрический [99] методы. Принцип обоих методов идентичен испытуемое вещество помещают в предварительно вакуумированную камеру, отделенную от рабочей камеры. Давление в камере за счет испытуемого вещества уравновешивают воздухом в рабочей камере, а затем давление воздуха измеряют одним из обычных типов манометров. Отличаются эти методы только способом разделения камер в мембранном приборе - это эластичная мембрана, а в тензи-метрическом - ртуть. [c.165]

У л ьт р а ф и л ь т р о в а н и с — процесс разделения высокомолекулярных и низкомолекулярных соединений в жидкой фазе с использованием селективных мембран, пропускающих преимущественно или только молекулы низксмолекулярных соединений. Движущей силой ироцссса является разность давлений— рабочего (0,3—1 МПа) и атмосферного — по другую сторону мембраны. [c.79]

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]

Трубчатые аппараты (рис. 4) состоят из набора порцстых дренажных трубок диаметром 5-20 мм, на внутр. или наружной пов-сти к-рых расположены мембраны. В соответствии с этим исходный поток направляют в трубное либо межтрубное пространство. Трубчатые аппараты, в к-рых плотность упаковки мембран составляет 60-200 м /м , используются для очистки жидких сред от загрязнений, опреснения воды с высокой концентрацией солей, а также для разделения газовых смесей. [c.26]

МЕМБРАНЫ ЖЙДКИЕ, полупроницаемые жидкие пленки или слои, обеспечивающие селективный перенос в-в в процессе массообмена между жидкими и (или) газообразными фазами. Различают свободные, импрегнированные и эмульсионные М. ж. Свободные М. ж,-устойчивые в гравитац. поле слои жидкости, отличающиеся по плотности от разделяемых ими фаз, напр, слой орг. жидкости, расположенный под водными р-рами в обоих коленах и-образной трубки. Импрегнированные М. ж. представляют собой пропитанные жидкостью пористые пленки (полипропиленовые, полисуль-фоновые, политетрафторэтиленовые и др.) или волокна (полипропиленовые, полисульфоновые). Эмульсионные М. ж,-стабилизированные ПАВ жидкие слои, отделяющие капельную фазу от сплошной в эмульсиях типа вода-масло-вода нли масло-вода-масло. Толщина свободных М. ж., как правило, св. 1 мм, импрегнированных 10-500 мкм, эмульсионных 0,1-1,0 мкм. М. ж. могут быть одноко шонентными и многокомпонентными. Первые являются для проникающего через М. ж. в-ва лишь более или менее селективным р-рителем, осуществляют пассивный перенос. Многокомпонентные М. ж. обычно содержат хим. соединения-переносчики, растворенные в мембранной жидкости и способные избирательно связывать и переносить через мембрану диффундирующее в-во (индуцированный либо активный транспорт). Перенос в-в через М. ж. может протекать в режиме диализа и электродиализа (движущая сила процесса-градиент хим илн электрохим. потенциала по толщине мембраны, см. Мембранные процессы разделения ). [c.31]

Для разделения жидких смесей, например растворов низкомолекулярных веществ, применяют пористые полимерные пленки с порами размером 510 ...110 мкм. Пленки таких мембран изготовляют из ацетата целлюлозы, ароматических полиамидов и других полимеров, обладающих относительно высокой жесткостью цепи макромолекул и умеренной гидрофиль-ностью. Такие мембраны применяют, например, для опреснения морской и соленой воды. С их помощью удается удалять из солевого раствора до 98 % солей, причем ионы тяжелых металлов задерживаются на 100 %. Селективность разделительных мембран для жидкостей по Na l (поваренная соль) может достигать 90...95 %. Это самый экономичный и экологически чистый способ разделения жидких смесей. [c.81]

Среди мембранных методов разделения жидких смесей важное место занимают обратный осмос и ультрафильтрация [1—3]. В последние годы их начали применять для опреснения соленых воД, очистки сточных вод, получения воды повышенного качества, концентрирования технологических растворов в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности Обратный осмос и ультрафильтрация основаны на фильтровании растворов под давлением,. вышающим осмотическое, через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель, но задерживающие растворенные вещества (низкомолекулярные при обратном осмосе и высокомолекулярные при ультрафильтрации). Разделение проходит при температуре окружающей среды без фазовых превращений, поэтому затраты энергии значительно меньше, чем в большинстве других методов разделения (таких как ректификация, кристаллизация, выпаривание и др.), М алая энергоемкость и сравнительная простота аппаратурного оформления обеспечивают высокую экономическую эффективность указанных процессов. [c.319]

Мембранные лро1/ессы-избирательное извлечение компонентов смеси или их концентрирование с помощью полупроницаемой перегородки-мембраны. Эти процессы представляют собой переход вещества (или веществ) из одной фазы в другую через разделяющую их мембрану. Применяются для разделения газовых и жидких смесей, очистки сточных вод и газовых выбросов. [c.7]