PERWAPORACJA I SEPARACJA PAR ROZDZIELANIE MIESZANIN CIEKŁYCH Z WYKORZYSTANIEM MEMBRAN. Wojciech KUJAWSKI 1. WPROWADZENIE



Podobne dokumenty
XLI OLIMPIADA FIZYCZNA ETAP WSTĘPNY Zadanie teoretyczne

OŚRODKI WIELOSKŁADNIKOWE

FUGATYWNOŚCI I AKTYWNOŚCI

TEORIA WAGNERA UTLENIANIA METALI

Pompy ciepła. Podział pomp ciepła. Ogólnie możemy je podzielić: ze wzgledu na sposób podnoszenia ciśnienia i tym samym temperatury czynnika roboczego

Proces narodzin i śmierci

Drgania własne ramy wersja komputerowa, Wpływ dodatkowej podpory ( sprężyny ) na częstości drgań własnych i ich postacie

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Witryny i aplikacje internetowe dla klasy 3iA Nauczyciel: Mariusz Walendzewicz Rok szkolny: 2015/2016


Energia potencjalna jest energią zgromadzoną w układzie. Energia potencjalna może być zmieniona w inną formę energii (na przykład energię kinetyczną)

TERMODYNAMIKA II.A PROJEKT [WŁASNOŚCI PŁYNÓW ZŁOŻOWYCH - PODSTAWY] SPIS TREŚ CI. andrzej.magdziarz@agh.edu.pl.

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA I CHEMICZNA

# [ilf;*" tel.: 9!q3i1:

T00o historyczne: Rozwój uk00adu okresowego pierwiastków 1 Storytelling Teaching Model: wiki.science-stories.org , Research Group

EKONOMIA MENEDŻERSKA. Wykład 3 Funkcje produkcji 1 FUNKCJE PRODUKCJI. ANALIZA KOSZTÓW I KORZYŚCI SKALI. MINIMALIZACJA KOSZTÓW PRODUKCJI.

RUCH OBROTOWY Można opisać ruch obrotowy ze stałym przyspieszeniem ε poprzez analogię do ruchu postępowego jednostajnie zmiennego.

Shared services. Centra usług wspólnych w ochronie zdrowia. Czy można zastosować je również w Polsce?

TERMODYNAMIKA TECHNICZNA I CHEMICZNA

PROGRAM WYCHOWAWCZY SZKOŁY. ZESPOŁU SZKÓŁ W TARNAWIE na lata 2014/ /17

F - wypadkowa sił działających na cząstkę.

= σ σ. 5. CML Capital Market Line, Rynkowa Linia Kapitału

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyńskie Centrum Sportu jednostka budżetowa w Gdyni Rozdział 2. Informacja o trybie i stosowaniu przepisów

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Systemy baz danych dla klasy 3iA Nauczyciel: Kornel Barteczko Rok szkolny: 2015/2016

Rys. 1. Temperatura punktu rosy na wykresie p-t dla wody.

PARAMETRY ELEKTRYCZNE CYFROWYCH ELEMENTÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Bada zaleŝno. nie zaleŝą. od ilości substancji. Funkcja stanu to taka wielkość. a mały y 10 cm, to: = F2 F 1 = 0,01 F 2.

III. Przetwornice napięcia stałego

Badanie energetyczne płaskiego kolektora słonecznego

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyński Ośrodek Sportu i Rekreacji jednostka budżetowa Rozdział 2.

SterownikI wentylatora kominkowego Ekofan

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Pracownia Baz danych dla klasy 3iA Nauczyciel: Mariusz Walendzewicz Rok szkolny: 2015/2016

Rodzaje drgań na przykładzie układu o jednym stopniu swobody

imię kod ulica prześlij Dzięki formularzom możliwe jest pobieranie danych, a nie tylko ich wyświetlanie.

Przyjmując, że zarówno silnik 4 jak i chłodziarka 5 schematycznie przedstawione na rysunku 1 realizują obiegi Carnota, otrzymujemy:


Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyńskie Centrum Sportu jednostka budżetowa Rozdział 2. Informacja o trybie i stosowaniu przepisów

S.A RAPORT ROCZNY Za 2013 rok

Statystyka Opisowa 2014 część 2. Katarzyna Lubnauer

WYKORZYSTANIE METOD PL DO ROZWIĄZYWANIA PROBLEMÓW DECYZYJNYCH Z NIELINIOWĄ FUNKCJĄ CELU

Przykład 3.1. Wyznaczenie zmiany odległości między punktami ramy trójprzegubowej

Rys. 1. Temperatura punktu rosy na wykresie p-t dla wody.

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyńskie Centrum Sportu jednostka budżetowa w Gdyni Rozdział 2. Informacja o trybie i stosowaniu przepisów

AgroColumbus unikalny system oświetlenia kurników

Przykład 5.1. Kratownica dwukrotnie statycznie niewyznaczalna

Przykłady sieci stwierdzeń przeznaczonych do wspomagania początkowej fazy procesu projektow ania układów napędowych

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT OBRABIAREK I TECHNOLOGII BUDOWY MASZYN. Ćwiczenie H-3 BADANIE SZTYWNOŚCI PROWADNIC HYDROSTATYCZNYCH

Wymagania edukacyjne z przedmiotu Pracownia aplikacji internetowych dla klasy 3iA Nauczyciel: Kornel Barteczko Rok szkolny: 2015/2016

Listopad Podaruj piękno

OCE. OuJNN~radiators. Standardowym kolorem grzejników płytowych Quinn jest RAL 9016.

Prąd elektryczny U R I =

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

Środki myjąco-konserwujące

3.4. Podmioty gospodarcze - infrastruktura i systemy informatyczne podmiotów

Raport SA-Q 1/2011. MOJ S.A. ul. Tokarska Katowice

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

przegrody (W ) Łukasz Nowak, Instytut Budownictwa, Politechnika Wrocławska, lukasz.nowak@pwr.wroc.pl 1


I. Elementy analizy matematycznej

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT TECHNIKI CIEPLNEJ I MECHANIKI PŁYNÓW ZAKŁAD TERMODYNAMIKI

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:


Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie ciepła właściwego c p dla powietrza

WYSTAWIANIE FAKTUR I FAKTUR KORYGUJĄCYCH W DZIAŁALNOŚCI GOSPODARCZEJ ŚRODA Z KSIĘGOWĄ JOANNA MATUSIAK

DOBÓR SERWOSILNIKA POSUWU. Rysunek 1 przedstawia schemat kinematyczny napędu jednej osi urządzenia.

Blok 6: Pęd. Zasada zachowania pędu. Praca. Moc.

3 Nad przebiegiem prac Kapituły czuwa Przedstawiciel Audytora Konkursu i Partnera Merytorycznego KPMG.

Programowanie Równoległe i Rozproszone

I. 1) NAZWA I ADRES: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. C.K. Norwida 25/27,

Suodattimet PUSSISUODATIN ALTECH GX EPM10 60PROS. 287X592X525/3 PUSSISUODATIN ALTECH GX EPM10 60PROS. 592X287X360/6

n ó g, S t r o n a 2 z 1 9

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:

CIEPŁA RAMKA, PSI ( Ψ ) I OKNA ENERGOOSZCZĘDNE

SEKCJA III: INFORMACJE O CHARAKTERZE PRAWNYM, EKONOMICZNYM, FINANSOWYM I TECHNICZNYM

Załącznik nr 1 do SIWZ. Opis Przedmiotu Zamówienia

Sołidification ofmetals and Alloys, No.27, 1996 Knepnięcie Metali i Stopów, Nr 27, 1996 PAN- Oddział Katowice PL ISSN

Warszawa: dostawa samochodu ciężarowego Numer ogłoszenia: ; data zamieszczenia: OGŁOSZENIE O ZAMÓWIENIU - dostawy

Elektryczność i Magnetyzm

Adres strony internetowej, na której Zamawiający udostępnia Specyfikację Istotnych Warunków Zamówienia:


SPECYFIKACJA ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA

1. Wstęp. 2. Czwórnik symetryczny Ćwiczenie nr 3 Pomiar parametrów czwórników

Parametry stanu w przemianie izobarycznej zmieniają się według zależności

y zamieszkanie (adres placówki, jeśli wnioskodawcą jest nauczyciel lub pracownik socjalny) z kontaktowy (komórkowy lub stacjonarny)

Aparat Gaśniczy AGC Master i Aparat Gaśniczy AGC Slave

PLAN WYNIKOWY ROZKŁADU MATERIAŁU Z FIZYKI DLA KLASY III MODUŁ 4 Dział: X,XI - Fale elektromagnetyczne, optyka, elementy fizyki atomu i kosmologii.

Rozszerz swoje horyzonty MATEMATYKA. dla dociekliwych licealistów. Zadania i nie tylko FUNKCJE

REGULAMIN OGÓLNOPOLSKIEGO KONKURSU POPRAWY WARUNKÓW PRACY


WENTYLATOR KOMINKOWY TERMINAL

Kwantowa natura promieniowania elektromagnetycznego

Kalorymetria paliw gazowych

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z PRZEDMIOTU PRACOWNIA URZĄDZEŃ TECHNIKI KOMPUTEROWEJ. dla klasy 1ia. Rok szkolny 2015/2016 Nauczyciel: Agnieszka Wdowiak

Rozdział 1. Nazwa i adres Zamawiającego Gdyńskie Centrum Sportu jednostka budżetowa Rozdział 2. Informacja o trybie i stosowaniu przepisów


Egzamin poprawkowy z Analizy II 11 września 2013

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z HISTORII Szkoła podstawowa klasy IV- VI.

ZASADA ZACHOWANIA MOMENTU PĘDU: PODSTAWY DYNAMIKI BRYŁY SZTYWNEJ

ĆWICZENIE 1 DWÓJNIK ŹRÓDŁOWY PRĄDU STAŁEGO

Usługa składu, druku i dostawy do Urzędu do Spraw Kombatantów i Osób Represjonowanych biuletynu Kombatant w 2011 roku.

Transkrypt:

EBRY TEORI I RKTYK ZESZYT III WYKŁDY OORFICZE I SECJLISTYCZE TORUŃ 2009 ERWORCJ I SERCJ R ROZDZIELIE IESZI CIEKŁYCH Z WYKORZYSTIE EBR Wjeh KUJWSKI Unwersytet kłaja Kernka Wydzał Chem Katedra Chem Fzyznej Fzykhem merów u. agarna 7 87-100 Truń e-ma: kujawsk@hem.umk. 1. WROWDZEIE etdą wszehne stswaną w rzemyśe d rzdzeana meszann substanj ekłyh na składnk jest destyaja. Jest t jednak metda energhłnna a w rzyadku rzdzału azetrów składnków bsk wrząyh zy substanj netrwałyh termzne wymaga stswana westnwyh złżnyh rzwązań. Rzdzeze tehnk membranwe szzegóne w łązenu z knwenjnanym metdam rzdzału stwarzają warunk d uzyskana duż eszyh efektów kńwyh zarówn d wzgędem jakśwym jak eknmznym. Ogóne rzez ujmują rzdzeane składnków meszanny w rese membranwym ega na drwadzenu tej meszanny d kntaktu z werzhną ółrzeuszzanej membrany rzez którą ewne składnk rzenkają referenyjne d dzałanem kreśnej sły naędwej raz dzęk seyfznym właśwśm membrany [1 2]. Jednześne membrana stanw zasadnzy eement układu membranweg wnna harakteryzwać sę nastęująym właśwśam [3]: wyską seektywnśą w stsunku d wybranyh składnków rzdzeanej meszanny dbrą rzeuszzanśą dbrą wytrzymałśą mehanzną drnśą hemzną nskm ksztem wytwarzana. 2. CHRKTERYSTYK OÓL ERWORCJI

erwaraja searaja I ERECJI R Tehnkam membranwym które stsuje sę d rzdzeana meszann ekłyh na skaę rzemysłwą są erwaraja raz ermeaja ar. W erwaraj składnk rztwru zasająeg znajdują sę w faze ekłej natmast w rzyadku ermeaj ar nadawa jest w faze arwej. W bu tyh tehnkah strumeń zasająy znajduje sę w bezśrednm kntake z werzhną membrany a kreśny składnk meszanny jest referenyjne transrtwany na drugą strnę membrany rys. 1 [1 5]. nadawa retentat EBR ermeat Rys. 1. Zasada rzdzału w erwaraj ermeaj ar W wynku resu rzdzeena strumeń zasająy dze sę na strumeń ermeatu raz strumeń retentatu rys. 1. ermeat wzbgany jest składnk rzenszny referenyjne rzez membranę natmast retentat składnk który jest zatrzymywany na membrane. Seektywnść rzdzału w rese erwaraj ermeaj ar wynka z różn w rzeuszzanś składnków rzdzeanej meszanny rzez membranę merwą. aeży dkreść że rzdzał w erwaraj ermeaj ar ne zaeży d równwag ez ara w zwązku z zym mżna te resy efektywne stswać m.n. d rzdzału azetrów ezy bskwrząyh. erwsze nfrmaje w teraturze dtyząe erwaraj datują sę na zątek XX weku. W rku 1906 Kahenberg sał rzdzał meszanny węgwdrów akh rzez błnę kauzukwą a w rku 1917 Kber wrwadzł termn erwaraja [6]. Der jednak d at 60. ubegłeg stuea zyć naeży wsółzesny eta badań nad tą tehnką gdy Bnnng wsółrawny dję róby kmerjazaj teg resu [7]. a ten kres rzyada także zątek badań rwadznyh rzez èea. Szybk rzwój erwaraj nastął jednak der na zątku at 80. XX weku z hwą rawana hydrfwyh membran kmzytwyh z warstwą seektywną z akhu wnyweg rzeznaznyh d dwadnana akhu etyweg [3 8]. Daszy szybk rzwój zastswań rzemysłwyh erwaraj nastął na zątku XXI weku z hwą rawana membran eramznyh d erwaraj ermeaj ar [9]. 111

W. Kujawsk ermeaja ar jest jedną z nwszyh tehnk searayjnyh stswanyh d rzdzału meszann ekłyh. W równanu z erwarają tehnka ta ma tę zaetę że w zase rzebegu resu ne zahdz rzemana fazwa w zwązku z zym ne ma rbemu z dstarzenem energ trzebnej na zrównważene strat enyh w układze [10]. Charakterystyka efektywnś rzdzeena meszann tehnką erwaraj ermeaj ar dnszna jest zawsze d teg składnka który jest rzenszny referenyjne rzez membranę. dstawą eny efektywnś rzdzału są nastęująe wekś: wsółzynnk rzdzeena α wsółzynnk wzbgaena β strumeń ermeatu J ndeks searaj erwarayjnej arametr Ψ raz dagram seektywnś Cabe-Theeg [3 5 11]. Wsółzynnk rzdzeena α wzbgaena β zdefnwane są równanam 1 2: Y / YB J / J B α / B = = 1 X / X X / X Y B B β B =. 2 / X W wyrażenah 1 2 X raz Y znazają ułamek mwy ub maswy składnka dwedn w nadawe raz w ermeae J strumeń ząstkwy składnka natmast ndeksy dne B znazają składnk rzdzeanej meszanny rzy zym dns sę d składnka rzenszneg referenyjne rzez membranę. Wsółzynnk α β wązane są nastęująym zaeżnśam: 1 X α B = β 3 / 1 βx α β / B =. 4 1 α 1X Strumeń ermeatu J kreśa ść ermeatu jaka rzenknęła rzez jednstkwą werzhnę membrany w jednste zasu w rzyadku erwaraj raz ermeaj ar wyrażany jest najzęśej w [g m -2 h -1 ] ub [m m -2 h -1 ]. Strumeń wywłany jest dzałanem kreśnej sły naędwej w rzyadku mawanyh resów mże być zasane nastęująym równanem [2]: J = 5 gdze: J strumeń składnka wsółzynnk rzeuszzanś składnka grubść membrany ząstkwa rężnść ary składnka strne nadawy ząstkwa rężnść ary składnka strne ermeatu. W rese erwaraj ermeaj ar strne ermeatu śnene arjane składnka jest bske zeru 0 mżna wę rzy- 112

erwaraja searaja jąć że strumeń ermeatu jest rrjnany d śnena ząstkweg składnka w nadawe: J =. 6 neważ membrany mają różną grubść wrwadzn jęe strumena znrmazwaneg składnka rzez membranę J wyrażająe zyn strumena rzezywsteg raz grubś membrany. Taka redura umżwa równywane właśwś transrtwyh membran różnej grubś: J = J. 7 Strumeń ałkwty ermeatu J jest równy sume strumen ząstkwyh: J = J. 8 Strumeń ząstkwy składnka mżna bzyć na dstawe znajmś składu ermeatu strumena ałkwteg: J = JY. 9 arametr Ψ tzw. ndeks searaj erwarayjnej ervaratn Searatn Index zdefnwany jest równanem 10 [12 13]: Ψ = J α 1. 10 arametr Ψ umżwa równane efektywnś rzdzału danej meszanny ekłej z wykrzystanem różnyh rdzajów membran. Z dwóh membran różnąyh sę seektywnśą raz wekśą strumena ermeatu bardzej efektywna będze ta membrana da której arametr Ψ rzyjmuje wększą wartść. aeży dkreść że arametry efektywnś membrany zaeżą d składu nadawy dateg też ełna harakterystyka wymaga kreśena wartś tyh arametrów w takm zakrese składu nadawy w jakm będze stswana membrana. W eu zbrazwana seektywnś membrany w mawanyh resah stsuje sę także dagram searayjny Cabe- -Theeg będąy wykresem zawartś składnka w ermeae w funkj zawartś teg składnka w nadawe [5 11]. 3. OIS TRSORTU I SERCJI SY W UJĘCIU ODELU ROZUSZCZI-DYFUZJI res transrtu rzez nerwate membrany merwe suje tera rzuszzana-dyfuzj. Zgdne z tą terą transrt searaja masy w erwaraj ermeaj ar dbywa sę w trzeh nastęująyh sbe etaah [4 5 11 14]: 1. Srja d sęznałej zęś membrany. Eta ten determnuje stężene każdeg składnka w tej zęś membrany jest t unkt zątkwy rfu stężena składnka w membrane. Wekść srj d membrany będze zaeżała zarówn d właśwś 113

W. Kujawsk składnków rzdzeanej meszanny znajdująej sę w kntake z membraną jak d rdzaju użytej membrany. W wynku srj d membrany merwej nastęuje zmana ddzaływań mędzy łańuham merwym wdują ęznene membrany. 2. Dyfuzja mekuł enetranta rzez membranę. Dyfundująy rzez membranę składnk rzdzeanej meszanny astyfkuje amrfzne zęś membrany zwększają tym samym degłś mędzy łańuham merwym ułatwają rzenkane. Stężene enetranta na drdze dyfuzj sada w wynku zeg równeż zmnejsza sę efekt astyfkująy raz szybkść dyfuzj. Eta dyfuzj wraz z etaem srj deydują seektywnś ałeg resu. 3. Desrja ermeatu. Eta ten z uwag na anująe bnżne śnene strne ermeatu jest etaem bardz szybkm. Dateg zakłada sę że ne wływa n na ałkwtą seektywnść resu ermeaj. Rys. 2. Shemat równwag w układze: nadawa membrana nerwata ermeat w ujęu mdeu rzuszzana-dyfuzj atematyzny s zjawsk transrtwyh w ujęu mdeu rzuszzana-dyfuzj wyrwadzny jest w aru nastęująe załżena rys. 2 [15]: membrana traktwana jest jak faza ągła na granah faz mędzy werzhną membrany a fazą nadawy ub fazą ermeatu anuje równwaga hemzna dnśne d składnków jedynzyh śnene wewnątrz membrany jest równe śnenu strne nadawy mja sę ddzaływana mędzy strumenam ząstkwym ermeująyh składnków wzdłuż drg dyfuzj składnka rzez membranę stneje ągły gradent tenjału hemzneg strumeń składnka rzez membranę jest rrjnany d sły naędwej która jest wyrażana rzez tenjał hemzny składnka µ : 114

erwaraja searaja dµ J = L 11 dx d µ = RTd n υ d 12 J strumeń składnka L fenmengzny wsółzynnk rzewdntwa µ tenjał hemzny składnka stężene wsółzynnk aktywnś υ bjętść mwa składnka. W rzyadku faz neśśwyh faza ekła membrana bjętść ne zmena sę wraz ze zmaną śnena a sałkwane równana 12 stężenu śnenu daje nastęująe wyrażene na tenjał hemzny składnka : µ = µ RT n υ. 13 atmast w rzyadku fazy gazwej bjętść mwa zmena sę z śnenem sałkwane równana 12 rwadz d nastęująeg wyrażena na tenjał hemzny składnka : µ = µ RT n RT n. 14 Standardwy tenjał hemzny składnka µ wnen być dentyzny w równanu 13 14. W tym eu jak śnene dnesena wybrane zstał śnene ary nasynej teg składnka. W takm rzyadku równana 13 14 sująe tenjał hemzny składnka rzyjmą nastęująą stać: µ = µ RT n υ 15 µ = µ RT n RT n. 16 Zgdne z załżenem mdeu rzuszzana-dyfuzj śnene wewnątrz membrany jest stałe równe śnenu strne nadawy a gradent tenjału hemzneg rzez membranę wyrażny jest rzez gradent aktywnś składnka. Strumeń teg składnka wyraża równane 11 które wbe stałś śnena mże być zasane nastęują: RTL d J = 17 dx a wę anagzne d równana Fka: d J = D. 18 dx Sałkwane teg statneg równana grubś membrany daje nastęująe wyrażene na transrt składnka rzez membranę: 115

W. Kujawsk D J = 19 gdze: znaza stężene składnka w membrane na grany faz nadawamembrana znaza stężene składnka w membrane na grany faz membrana-ermeat. Równane 19 jest fundamentanym równanem mdeu rzuszzana-dyfuzj [19]. W eu wykrzystana teg równana d su zjawsk transrtwyh naeży je rzekształć rzez wyrwadzene ddatkwyh zaeżnś sująyh stężena składnków w membrane raz w funkj arametrów rztwrów rzymembranwyh. 3.1. SERCJ R I ZÓW W rese searaj gazów ub ar nadawę stanw meszanna gazwa śnenu natmast gazwy ermeat dberany jest strne nskśnenwej membrany. Wyrwadzene dwednh równań transrtwyh rzzyna sę d rzyrównana tenjałów hemznyh składnków na grany faz nadawa/membrana membrana/ermeat. W rese searaj gazów/ar d fazy nadawy ermeatu musmy zastswać równana sująe tenjał hemzny da fazy śśwej równane 14 natmast tenjał hemzny składnka w membrane suje równane da fazy neśśwej 13. Tak wę w rese searaj gazów/ar da grany faz gazwa nadawa/membrana trzymujemy da stanu stajnarneg: µ RT n RT n = µ RT n υ 20 a w wynku dwednh rzekształeń: υ = ex. 21 RT neważ wyraz eksnenjany w równanu 21 jest bsk jednś t równane t mżna rzekształć d sta: =. 22 Wyraz jest śnenem arjanym składnka w nadawe wę równane wyższe uraszza sę d sta: =. 23 116

erwaraja searaja Wyraz / jest kreśny manem wsółzynnka srj K wę statezne wyrażene na stężene składnka w membrane na grany faz nadawa/membrana rzyjmuje stać: = K. 24 nagzną stać ma równane na stężene składnka w membrane na grany faz membrana/ermeat: = K. 25 dstawają zaeżnś 24 25 d równana 19 trzymujemy równane sująe transrt składnka w rese searaj ar gazów: D K J = 26 ub J =. 27 Równane 27 mżna wykrzystać d eny właśwś seektywnyh membrany w searaj meszanny ar ub gazów. Wykrzystuje sę d teg eu wsółzynnk rzeuszzanś rzekształny d sta [15]: D =. 28 Równane wyższe był dstawą nterretaj zaeżnś wsółzynnka rzeuszzanś membran w kntake z węgwdram rsnąej długś łańuha węgwdrweg [15]. 3.2. ERWORCJ erwaraja jest resem membranwym w którym dwuskładnkwa meszanna ekła jest transrtwana rzez seektywną membranę. strne ermeatu anuje bnżne śnene wę searwane składnk dberane są w faze gazwej. a grany faz ekła nadawa/membrana równść tenjałów hemznyh składnka zasujemy nastęują: µ RT n υ = = µ RT n υ 29 rwadz rstyh rzekształenah matematyznyh d wyrażena na stężene składnka w membrane na grany faz nadawa/membrana: = = K. 30 117

W. Kujawsk 118 a grany faz membrana/ermeat śnene sada d wartś 0 w membrane d wartś w ermeae a wyrażene sująe równść tenjałów hemznyh jest nastęująe: υ RT n µ RT n RT n µ = = atmast stężene składnka w membrane trzymane rzekształenu wyższej zaeżnś rzedstawa równane 32: RT υ ex =. 32 dbne jak w rzednm rzyadku wyraz eksnenjany jest bsk jednś wę stężene składnka w membrane na grany faz membrana/ermeat wyraża równane: K = =. 33 Równana na stężena składnka wewnątrz membrany 30 33 mgą być dstawne d równana Fk a 19 na strumeń. aeży zauważyć że wsółzynnk srj w równanu 30 33 dnszą sę d nnyh faz knezne jest wę wyrwadzene zaeżnś na nterknwersję tyh wsółzynnków. Dknuje sę teg w aru równwagę mędzy ezą a arą saną równanem 34 [12]: L L RT n RT n µ υ RT n µ = = W równanu 34 ndeks górny L dns sę d fazy ekłej a d fazy arwej. stęują dbne jak rzy wyrwadzanu zaeżnś 33 mżemy zasać: L = 35 gdze jest arjanym śnenem składnka w równwadze z fazą ekłą. Wyraz L / jest kreśany jak stała Henry eg. dstawene równana 35 d równana 30 rwadz d nastęująej zaeżnś na stężene: L K = =. 36. 31. 34

erwaraja searaja W takm rzyadku równane transrtwe na strumeń składnka rzyjmuje stać: J =. 37 Równane 37 wyraża słę naędwą w erwaraj rzez śnene ary. W tab. 1 zestawn wyrwadzne wyżej zaeżnś na stężena składnków transrtwanyh w membrane raz w funkj właśwś rzymembranwyh rztwrów zewnętrznyh. Tabea 1. Zaeżnś na stężena składnków w membrane raz strumeń ermeatu w ujęu mdeu rzuszzana-dyfuzj [15] res J ermeaja gazów ar = K K = J = erwaraja = J = = = K = K W raktye abratryjnej res erwaraj jest reazwany różnym metdam. ezaeżne jednak d rzyjęteg rzwązana ekła nadawa zawsze zstaje w bezśrednm kntake z jedną strną membrany a słą naędwą jest gradent śneń arjanyh składnków bu strnah membrany. etdy reazaj erwaraj różną sę ssbem dbru ermeatu. 4. ZSTOSOWIE ROCESU ERWORCJI W ERWORCJI I ERECJI R W rese erwaraj ermeaj ar używa sę gęstyh nerwatyh membran fwyh wśród któryh mżna wyróżnć [4 11 16 18]: membrany bjętne harakterze hydrfwym n. z akryntryu akhu wnyweg akryamdu tanu euzy membrany bjętne harakterze hydrfbwym n. z styrenu hrku wnyu etyenu ryenu dmety-sksanu membrany jnwymenne mająe harakter hydrfwy 119

W. Kujawsk membrany z merów rzewdząyh. embrany d erwaraj frmwane są także z materałów eramznyh jak mdyfkwana krzemnka zy zety [19 22]. merwe membrany bjętne frmuje sę jak kmzytwe membrany asymetryzne które składają sę z warstwy dłża włóknna merwa rwatej warstwy wzmanająej raz z enkej gęstej warstwy naskórkwej. Warstwa naskórkwa deyduje właśwśah transrtwyh seektywnyh membrany. Shematyzna budwa membrany kmzytwej rzedstawna jest na rys. 3. naskórek warstwa rwata 2*10-6 m 50*10-6 m dłże 150-200*10 - -6 m Rys. 3. Shemat budwy membrany amnwanej Szybk stę badań nad zastswanem resu erwaraj w rzemyśe nastął na zątku at 80. XX weku gdy nemeka frma Deutshe Carbne FT bene Suzer rawała kmzytwe membrany hydrfwe z naskórkem z akhu wnyweg. embrany te handwej nazwe ERV-1000 zstały zastswana w erwszyh rzemysłwyh nstaajah rzeznaznyh d dwadnana etanu. d kne XX weku rzzęt także zakńzne sukesem róby zastswana w nstaajah rzemysłwyh membran eramznyh [22]. W hw benej na śwee rauje nad 100 rzemysłwyh nstaaj d erwaraj różnym rzeznazenu wydajnśah d 100 d 150 000 /dzeń. ktuane res erwaraj jest wykrzystywany główne jak tana efektywna metda dwadnana różnyh rzuszzanków [8 10 22 26]. Ogóne d najważnejszyh kerunków zastswana resu erwaraj naeży zazyć [4 8 10 17 36]: 1. dwadnane ekłyh meszann wdn-rganznyh szzegóne zaś: usuwane wdy z meszann azetrwyh tyu wda/etoh wda/-ran wda/rydyna dwadnane rzuszzanków rganznyh n. akh estrów ketnów eterów kwasów karbksywyh hrwhdnyh węgwdrów; 120

erwaraja searaja 2. usuwane ekłyh zwązków rganznyh z wdy m.n.: usuwane węgwdrów h hrwhdnyh z wód gruntwyh werzhnwyh zatężane substanj zaahwyh n. armatów da rzemysłu sżywzeg usuwane rduktów rganznyh w rese ągłej fermentaj etan butan; 3. rzdzał meszann dwóh ub węej ekłyh zwązków rganznyh w tym: rzdzał zmerów n. - m- -ksyenów rzdzał azetrów n. metan-eter metyw t-butywy /TBE/ metan-dwumetywęgan /DC/ etan-ykheksan. 7. LITERTUR [1] embrany membranwe tehnk rzdzału. arębska red. Wydawntw Unwersytetu kłaja Kernka Truń 1997. [2]. uder Bas rnes f embrane Tehngy Send Edtn Kuwer adem ubsher Drdreht Bstn Lndn 2003. [3]. arębska E. Buzył. Bdzek. Chubek embrany tehnk membranwe nazewntw ske mery 36 1991 158. [4] J. ee Intrdutn t ervaratn w: R.Y.. Huang Ed. ervaratn Searatn resses Esever msterdam 1991 s. 1 109. [5] K.W. Bddeker Termngy n ervaratn J. embr. S. 51 1990 259. [6].. Kber ervaratn erstatn and errystazatn J. m. Chem. S. 39 1917 s. 944 948; J. embr. S. 100 1995 s. 61 64. [7] R.C. Bnnng R.J. Lee J.F. Jennngs E.C. artn Searatn f qud mxtures by ermeatn Ind. Engn. Chem. 53 1961 s. 45 50. [8] J.L. Ran The Bethenve ervaratn unt the frst arge-sae rdutn ant fr the dehydratn f ethan R. Baksh Ed. r. 3 rd Int. Cnf. n ervaratn resses n Chema Industry Baksh ateras Cr. Engewd 1989 s. 364 378. [9] J. Car. ak. Kesh Zete membranes: frm the abratry sae t tehna aatns dsrtn 11 2005 s. 215 227. [10] U. Sander H. Janssen Industra aatn f var ermeatn J. embr. S. 61 1991 s. 113 129. [11] W. Kujawsk ervaratn w:. wryta. Trusek-Hłwna Eds. embrane Searatn genja Wydawnza RIS Wrław 2001 s. 121 145. [12] R.Y.. Huang J.W. Rhm Searatn haratersts f ervaratn membrane searatn resses w: R.Y.. Huang Ed. embrane Sene and Tehngy Seres 1. ervaratn embrane Searatn resses Esever msterdam 1991 s. 111 180. [13] X. Feng R.Y.. Huang ervaratn wth htsan membranes. I. Searatn f water frm ethyene gy by a htsan/ysufne mste membranes J. embrane S. 116 1996 s. 67 76. [14] W.Kujawsk embrane seetvty n ervaratn Se. S. Tehn. 31 1996 s. 1555 1571. [15] J.. Wjmans R.W. Baker The sutn-dffusn mde: a revew J. embr. S. 107 1995 s. 1 21. 121

W. Kujawsk [16].H. Ks C.. Smders Estmatn and evauatn f ymer materas fr ervaratn membranes R.Y.. Huang Ed. ervaratn Searatn resses Esever msterdam 1991 s. 253 278. [17] W. Kujawsk. Wazyńsk erwaraja-membranwa tehnka searayjna rzemysł Chemzny 75 1996 s. 326 328. [18] W. Kujawsk ervaratn and var ermeatn searatn thrugh nnrus membranes sh J. Chem. Tehn. 5 2003 s. 1 7. [19].W. Verkerk. van ae... Vrstman J.T.F. Keurentjes rertes f hgh fux eram ervaratn membranes fr dehydratn f ah:water mxtures Se. urf. Tehn. 22 23 2001 s. 689 695. [20]. Urtaga E.D. rr C. Casad I. Ortz ervaratve dehydratn f ndustra svents usng a zete a mmera membrane Se. urf. Tehn. 32 2003 s. 207 213. [21] H. Verwej Ceram membranes: rhgy and transrt J. ateras S. 38 2003 s. 4677 4695. [22]. Knd. Kmr H. Kta K. Okamt Tubuar-tye ervaratn mdue wth zete a membrane J. embr. S. 133 1997 s. 133 141. [23] H. Brushke Industra aatns f membrane searatn resses ure. Chem. 67 1995 s. 993 1002. [24] U. Sander.B. Suku rata exerene wth ervaratn systems fr qud and vaur searatn J. embr. S. 62 1991 s. 67 89. [25] K. Stt Ed. Handbk f Industra embranes Esever Oxfrd 1995. [26]. Jnquères R. Cément. Lhn J. ée. Dresh B. Chréten Industra state- -f-the art f ervaratn and vaur ermeatn n the western untres J. embr. S. 206 2002 s. 87 117. [27] D.J. O Bren L.H. Rth.J. n Ethan rdutn by ntnuus ferementatn-ervaratn: a remnary enm anayss J. embr. S. 166 2000 s. 105 111. [28] W. Kujawsk W. Caała. azewska-tuńska W. Ratajzak D. Lnkewz B. haak atn f membrane ervaratn ress t the enhaned searatn f fuse s Chem. a. 56 2002 s. 3 6. [29] H.L. Femng C.S. Sater ervaratn w: W.S. Wnstn HO K.K. Srkn Eds. embrane Handbk Van strand Renhd ew Yrk 1992 III s. 103 160. [30] W. Kujawsk ervaratve remva f rgans frm water usng hydrhb membranes. Bnary mxtures Se. S. Tehn. 35 2000 s. 89 108. [31] U. Hmmerh R. Rautenbah Desgn and tmzatn f mbned ervaratn/dstatn resses fr the rdutn f TBE J. embr. S. 146 1998 s. 53 64. [32].S. Lu. ang. Shaetze Searatn f ethy tert-buty ether-ethan by mbned ervaratn and dstatn Chem. Eng. J. 68 1997 s. 139 143. [33] T. San. Hasegawa Y. Kawakam H. Yanagshta Searatn f methan/methy- -tert-buty ether mxture by ervaratn usng sate membrane J. embr. S. 107 1995 s. 193 196. [34] F. Lnzk R.W. Fed.-K. Ten ervaratn-based hybrd ress: a revew f ress desgn aatns and enms. J. embr. S. 153 1999 s. 183 210. [35] S. Takzawa T. Wn Remva f trhrethyene and trhrmethane usng a nve hw-fbre gas-ermeabe membrane Water S. Tehn.: Water Suy 3 2003 s. 67 72. [36] V. Van Hf L. Van den beee. Buekenhudt C. Dtremnt R. Leysen Enm marsn between azetr dstatn and dfferent hybrd systems mbnng dstatn wth ervaratn fr the dehydratn f sran Se. urf. Tehn. 37 2004 s. 33 49. 122