Испарение через мембрану зависимость

Рис. II-56. Зависимость проницаемости и коэффициента разделения при испарении водного раствора метанола (280 мг/л) через целлофановую мембрану от давления. Мембрана лежит на сетке из медной проволоки, ж = = 22 °С. При одних и тех же условиях могут реализоваться два режима — Л и В.

Здесь и — коэффициенты диффузии компонентов г и У в материале мембраны при бесконечном разбавлении (т. е. в том случае, когда концентрации С и С) близки к нулю). Коэффициенты А характеризуют пластифицирующее действие каждого проникающего компонента, в результате которого ускоряется диффузия либо самого компонента (коэффициенты Ан и AjJ), либо диффузия другого проникающего компонента (коэффициенты A j и AJ ). Эти коэффициенты могут быть найдены лишь на основании экспериментов по испарению через мембрану данной бинарной смеси. Линейные зависимости не всегда адекватно описывают зависимость коэффициентов диффузии от концентраций. Некоторыми авторами предлагалась шестипараметрическая экспоненциальная модель зависимости коэффициентов диффузии от концентраций [c.432]

Ссьшки на оригинальные работы можно найти в [9]. Недостатком этих моделей является то обстоятельство, что они пригодш только для расчета изотермического процесса испарения через мембрану. Однако испарение проникших через мембрану компонентов со стороны ц ювой фазы приводит к охлаждению этой стороны мембраны. В результате в мембране возникает градиент температуры. В зависимости от условий цро1 каиия процесса, таких как скорость переноса компонентов через мембрану, состав исходной смеси, значения скрытых теплот испарения и теплоемкостей компонентов смеси, перепад температур может достигать нескольких градусов. [c.432]

Для расчета мембранного модуля необходимо располагать эмпирической информацией. В отличие от процессов газоразделения коэффициенты проницаемости существенно зависят от состава смеси, и расчет не может основываться на данных по проницаемости чистых жидкостей. В мембранном модуле со стороны паровой фазы создается вакуум, и движение пара направлено в основном в нормальном к поверхности направлении. Поэтому мембранный модуль для проведения процесса испарения через мембрану работает по схеме поперечного тока. Будем считать, что известны зависимости потока вещества через поверхность мембраны J и отношения концентраций в паре и в жидкости (фактор обогащения) Р от концентрации жидкости. Введем следующие обозначения. Расход исходной смеси обозначим через qf, расходы пермеата и ретентата через и дг соответственно, концентрации легко проникающего через мембрану ком1юнента в исходной смеси, пермеате и ретентате обозначим через ду, Ур и соответственно. Переменные вдоль поверхности мембраны расход жидкости, концентрации кошюнента в жидкой и паровой фазах обозначим через д,х и у. Будем считать, что известными величинами являются расход исходной смеси и ее состав и концентрация ретентата. Предположим, что жидкость перемещается вдоль поверхности мембраны в режиме идеального вытеснения. Тогда уравнение материального баланса в дифференциальной форме можно записать так [c.433]

Особый случай обычной газовой проницаемости за счет диффузии представляет собой процесс, известный как испарение через мембрану (жидкостная проницаемость), в котором мембрана отделяет исходный раствор в жидком состоянии от потока пермеата в газообразном состоянии. На стороне мембраны, контактирующей с паром, поддерживается низкое давление, что препятствует проникновению жидкости. Несмотря на то что отмечается сильная зависимость скорости диффузии от концентрации растворителя в полимерной пленке, по-видимому, не будет наблюдаться существенного различия между значениями, найденными для случая испарения через мембрану, и значениями для диффузии паров. Станнетт и Ясуда [31] использовали мембраны, находящиеся в равновесии с пермеатом, и не отметили различий в проницаемостях жидкости и пара для растворов бензола и циклогексана через полиэтилен, а также ацетона и ацетонитрила — через резину. Таким образом, даже в том случае, когда скорости проницаемостей паров и жидко- [c.36]