ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Оценка свойств и структуры мембран из "Полимерные мембраны" Удельная производительность — количество вещества, проходящего через единицу поверхности мембраны в единицу времени. Этот показатель имеет размерность кг/(м -с), моль/(м2-с), мУ(м -с) и т. п. [c.51] Коэффициент проницаемости — количество вещества, проникающего через единицу поверхности мембраны, имеющей единичную толщину, в единицу времени при перепаде давления, равном единице. Размерность этого показателя (м-кг/(м -с-Па), м-мУ(м -с-Па) м-моль/(м2-с-Па). Характеристики селективности мембран, то есть их способность иметь различную проницаемость по отношению-к различным компонентам разделяемой смеси, приведены в гл. 1. [c.51] Оценка эксплуатационных свойств мембран, предназначенных для диффузионного разделения газовых смесей, в основном сводится к определению коэффициентов проницаемости различных компонентов смесей. [c.51] Определение этих величин может проводиться прямыми или косвенными методами. Прямые методы предполагают непосредственное измерение количества газа, прошедшего через мембрану при заданных условиях. Использование косвенных методов предполагает определение проницаемости по экспериментально измеренным значениям коэффициентов диффузии и сорбции газа или компонентов смеси газов. Для выполнения измерений применяют манометрические, волюмометрические, массовые и концентрационные методы. [c.51] Проницаемости газов через мембрану приведена на рис. 2.5. [c.52] Волюмометрические методы определения газопроницаемости имеют сравнительно малую чувствительность, кроме того, их недостатком является трудность термостатирования камер. [c.54] Весовые методы определения газопроницаемости мембран основаны на определении массы газа (пара), прошедшего через мембрану. Поскольку точное измерение массы газа, прошедшего через мембрану, представляется затруднительным из-за ее малой величины, весовые методы не находят широкого применения, хотя в ряде случаев их используют для измерения проницаемости мембран по отношению к парам некоторых вешеств [29]. [c.54] При оценке эксплуатационных свойств мембран, предназначенных для разделения растворов методом обратного осмоса, обычно определяют разделяющую способность (селективность) и удельную проницаемость. [c.57] Определение удельной производительности мембран осуществляют на том же стенде (см. рис. 2.9). Показатель удельной производительности мембраны — вели чина, весьма чувствительная к условиям проведения испытаний и в значительной мере зависит от конструкции и площади ячейки, размеров канала, по которому осуществляется проток исходного раствора в ячейке, от скорости течения жидкости в этом канале, от материала и характеристик дренажной подложки и других показателей. Поэтому важно сравнительные испытания различных образцов мембран проводить в одних и тех же стандартизованных условиях. [c.59] Весьма важной эксплуатационной характеристикой является стабильность производительности мембран во времени. Этот показатель зависит от совершенства конструкции аппарата и, в частности, от того, насколько устранена концентрационная поляризация. В то же время может происходить уплотнение структуры мембраны под действием давления, в результате чего снижается производительность, а иногда изменяется и селективность. На рис. 2.11 приведены кривые изменения удельной производительности двух различных мембран. [c.59] Селективность мембран тем выше, чем меньшее значение имеет отношение а/К. [c.61] Эффективная пористость — это та часть пор, которая участвует в процессе переноса жидкости или газа через мембрану, т. е. это поры, сообщающиеся между собой и образующие сквозные каналы. [c.62] Для изотропных гелей и ядерных фильтров величины общей и эффективной пористости совпадают. В остальных случаях эффективная пористость всегда меньше общей. Практически при расчетах показателей мембран пользуются понятием общей пористости, определить которую можно следующим образом [34]. [c.62] Если мембрану при изготовлении не подвергали высушиванию, то величину т измеряют, не погружая мембрану в жидкость. Объем образца может быть измерен пикнометрическим способом или рассчитан из геометрических размеров. [c.62] Более точным является метод определения общей пористости по Манеголду. Мембрану взвешивают в двух несмешивающихся жидкостях (например, в четыреххлористом углероде и воде). [c.62] Истинная плотность образца может быть оиреде-лена с помощью весов Мора — Вестфаля. Для этого образец, предварительно взвешенный на воздухе, про-питывают водой и взвешивают. [c.63] Средний размер пор в мембранах может быть определен из уравнения Пуазейля [уравнение (1.38)]. [c.63] Необходимым условием получения достоверных результатов при определении размеров пор мембран по истечению жидкостей является хорошая смачиваемость материала мембраны жидкостью. [c.64] Для проведения измерений используют установку, схематически изображенную на рис. 2.14. [c.66] В нижнюю часть патрона помещают резиновую прокладку, испытуемый образец мембраны, пропитанный жидкостью, диск из фильтровальной бумаги для дренажа, металлическую сетку 80 и снова резиновую прокладку. Все это скрепляют навинчивающейся верхней частью патрона. На влажный образец мембраны, зажатый в патроне, наливают слой воды высотой 3—5 мм. Медленно подают воздух, выжидая 1—2 мин после каждого подъема давления на 10 кПа до появления первого пузырька воздуха. По манометру отмечают давление, при котором через мембрану проник первый пузырек воздуха. Это давление соог-ветствует максимальному размеру пор и в данном образце. [c.66] Вернуться к основной статье