DESTYLACJA MEMBRANOWA
To proces odparowania składników roztworu zasilającego przez wypełnione fazą gazową pory membrany, ze którą ma miejsce kondensacja wydzielonych składników.
proces przebiega z przemianÄ… fazowÄ…;
obok transportu masy zachodzi transport ciepła;
dwie ciecze o różnicy temperatur rozdzielone są membraną
nadawa podgrzewana - energia wykorzystywana w procesie destylacji, permeacji, perwaporacji gazów i par pochodzi zwykle z wykorzystania odparowanej gorącej wody technologicznej.
permeat – destylat zwykle chłodzony (płaszcz wodny)
siłą napędową procesu powodującą transport masy jest różnica prężności par wynikająca z różnicy temperatur roztworów przymembranowych
pi (x,T)=pi0 (T) * ai (x)
Rolą membrany (porowatej) przede wszystkim jest zapobiegnięcie wpłynięcia roztworu wodnego do porów – czyli utrzymanie równowagi ciecz – para u wejścia do porów.
Stosowane membrany liofobowe – nie zwilżalne przez ciecz (nadawą).
Powierzchnią kontaktu międzyfazowego jest powierzchnia porów membrany. Stąd stosowane w destylacji membranowej membrany są silnie porowate (ok. 70-80% porowatości).
nj = Lm * A * Δp,
gdzie:
Δp – ciśnienie danego składnika p;
Lm – współczynnik zależny od geometrii porów membrany, jej grubości oraz od ciśnienia
i własności gazów w porach
W porównaniu z klasyczną destylacją, destylacja membranowa dzięki rozbudowanej powierzchni kontaktu międzyfazowego (ciecz-para) umożliwia prowadzenie procesu destylacji przy niższych temperaturach (tzn. niższych od temp. wrzenia)
MECHANIZM TRANSPORTU
składa się z 3 etapów:
parowanie na granicy nadawa – gaz w porach membrany (szybko)
dyfuzja cząstek przez pory membrany wypełnione parą (wolno)
kondensacja par po stronie permeatu (szybko).
Skład destylatu zależy głownie od równowagi ciecz-para, jaka ustala się pomiędzy roztworem zasilającym a fazą gazową w porach membranowych.
Membrana nie zmienia powierzchni.
Charakterystyka destylacji membranowej:
| Membrana | Porowata symetryczna/asymetryczna |
|---|---|
| Grubość | 20-100 µm |
| Wielkość porów | 0,2-1,0 µm |
| Siła napędowa | Różnica ciśnień cząstkowych |
| Mechanizm separacji | Równowaga układu ciecz – para |
|
|
Wyszukiwarka