Читать онлайн «Мембранное разделение газов»

Ю. И. ДЫТНЕРСКИИ' ВЛБРЫКОВ Г Г КАГРАМАНОВ МЕМБРАННОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ГАЗОВ МОСКВА „ХИМИЯ" 1991 Рецензент: канд. техн. наук Л. Н. Чекалов УДК 66. 064 Мембранное разделение газов/Дытнерский Ю. И. , Бры- ков. В. П. , Каграманов Г. Г. —М. , Химия, 1991. — 344 с. ISBN 5—7245—0293—3 Изложены теоретические и прикладные аспекты мембранного разделения газов. Рассмотрены закономерности переноса массы в мембранах, конструкции мембранных аппаратов и особенности массопередачи в них. Приведены методика расчета газоразделительных установок и сравнительный энергоэкономический анализ различных методов разделения газов. Для научных и инженерно-технических работников химической, нефтехимической, пищевой, медицинской и других отраслей промышленности. Может быть полезна студентам и аспирантам соответствующих вузов. Табл. 49. Ил. 159. Библиогр. : 294 назв. 2802000000—172 Д 25—90 (050)01—91 ISBN 5—7245—0293—3 © Ю. И. Дытнерский, В. П. Брыков, Г. Г. Каграманов, 1991 Оглавление Предисловие 6 Основные условные обозначенпя 8 [ЛАВА 1. ТЕРМОДИНАМИКА И КИНЕТИКА МЕМБРАННЫХ ПРОЦЕССОВ 10 1. 1. Общие сведения о мембранном разделении газовых смесей 10 1. 2. Энергетическое сопряжение процессов в мембране ... 15 1. 3. Сопряженный массоперенос и разделительные свойства мембран 18 1. 4. Термодинамические критерии устойчивости неравновесных систем 26 1. 5. Кинетическая модель мембранного процесса вдали от равновесия . 29 1. 6. Диссипативные структуры и процессы самоорганизации в мембранах 34 ГЛАВА 2. МАССОПЕРЕНОС В ПОРИСТЫХ МЕМБРАНАХ ... 38 2. 1. Структура пористой матрицы 38 2. 2. Поверхностные явления в пористых средах 42 2. 2. 1. Условия равновесия и селективность сорбционного процесса 42 2. 2. 2. Влияние температуры и давления на сорбционный процесс 44 2. 2. 3. Адсорбция газов в пористых средах ... . . 47 2. 2. 4. Капиллярная конденсация паров 52 2. 3. Проницаемость и селективность газодиффузионных мембран 53 2. 4. Проницаемость н селективность пористых сорбционно-диф- фузионных мембран 58 2. 4. 1. Влияние поверхностной диффузии 59 2. 4. 2. Влияние концентрационной диффузии и фильтрационного переноса 63 2. 4. 3. Анализ селективности процесса 65 2. 5. Коэффициент ускорения и степень сопряжения процессов массопереноса 67 ГЛАВА 3. МАССОПЕРЕНОС В НЕПОРИСТЫХ МЕМБРАНАХ . . 70 3. 1. Структурно-морфологические особенности непористой матрицы 70 3. 2. Растворимость н диффузия газов 72 3. 2. 1. Коэффициент растворимости и селективность сорбционного процесса 72 3. 2. 2. Коэффициент диффузии растворенных газов в однородной мембране 75 3. 2. 3. Сорбция н диффузия газов в неоднородных мембранах 80 3. 3. Проницаемость полимерных мембран 83 3. 3. 1. Коэффициент проницаемости 83 3. 3. 2. Влияние температуры на коэффициент проницаемости 85 3. 3. 3. Влияние давления на коэффициент проницаемости 93 3. 3. 4. Анализ экспериментальных данных по проницаемости непорнстых мембран 99 3. 4. Селективность процесса проницания 104 3 3. 4. 1. Влияние температуры и состава газовой смеси на селективность проницания 105 3. 4. 2. Влияние давления на селективность проницания . . 108 3. 4. 3.