Membran Geçirgenlik Reaktörü

Geçiş engelleri olarak membranlar, endüstriyel ayrılma, su ve atık su arıtma, yiyecek ve içecek işlemleri, farmasötik ve tıbbi uygulamalar, kimyasal işlem ve diğer ayırma veya saflaştırma uygulamalarının gereksinimlerini karşılamak için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ürün kalitesi, artan ayırma kapasitesi, düşük risk faktörü, daha az yer kaplayan ve genel olarak daha düşük kimyasal kullanım gibi benzersiz avantajlar sayesinde, membran teknolojisine olan ilgi, araştırma ve endüstri alanında daha fazla önem kazanmaktadır.

Sentetik membranlar alanında, membranlar izotropik, anizotropik, seramik, metal ve sıvı membranlar olarak gruplandırılabilir. Mikro gözenekli, gözeneksiz, yoğun ve elektrik yüklü zarlar izotropik zarların altında sınıflandırılmıştır.

Mühendislik açısından bakıldığında basınçla çalışan membran ayırma teknolojileri, mikrofiltrasyon (MF), ultrafiltrasyon (UF), nanofiltrasyon (NF) ve ters osmoz (RO) alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu işlemler özellikle su arıtma uygulamalarında ticari olarak mevcuttur.

Membran seçimi, operasyona büyük ölçüde bağımlı olan kullanıcı için kritik bir adımdır. Sonuç olarak, membran seçiminde ana adımlar takip edilebilir:

    Orta spesifikasyonu

    Gözenek büyüklüğü tayini

    Membran malzeme bildirimi

    Dayanıklılık koşulu

Operasyonel parametrelerin seçimi (debi, basınç, sıcaklık vb.)
Fick'in yayınım yasası, membran teknolojisinin arkasındaki geçerli denklemdir. Fick yasası ile kütle transfer ilkeleri kullanılarak, toplam permeat akışı hesaplanabilir.

      Q_p=J×Asystem

Sıcaklığın akı üzerindeki etkisi de şu şekilde tahmin edilebilir:

      JT=J298K × 1.03 (T-298K)

Akı ayrıca ;

      J=kPTMP    şeklinde de hesaplanabilir

Geçirgenlik, akıyla doğrudan orantılıdır. Bu nedenle, yüksek geçirgenliğe sahip membranlar, geçirgen tarafındaki yüksek akı için tercih edilir.

Son zamanlarda, geçirgen malzemeler üzerinde çeşitli gaz maddelerinin geçirgenliği üzerine testler yapmak için deneysel bir kurulum tasarladık ve entegre ettik. Bu ünitenin ana bileşenleri aşağıdaki gibidir:

    1. Basınçlı gaz silindirlerinden kütle akış kontrolörleri tarafından doğru kontrol ile çeşitli gaz karışımları üretmek için gaz hazırlama ünitesi,

    2. Gaz hazırlama ünitesinin çıkış akımının bağıl nemini kontrol etmek için (Antoine Prensibine göre) buhar üretim ünitesi,

    3. Test odasındaki gaz akışını ayarlamak için Gaz Şartlandırma Ünitesi,

    4. Kontrollü sıcaklık altında test için geçirgen materyali tutan test yatağı

    5. Hem giriş hem de çıkış gaz bileşimlerinin belirlenmesi için analizör

    6. Kullanıcı dostu yazılımla esnek bir işlem yapmak için Proses Kontrol ve İzleme Birimi

 

Sistemin blok şeması aşağıda verilmiştir.

membrane_permeation_reactor_block_diagram

membrane_permeation_reactor_user_interface  membrane_permeation_reactor_partial_view

Kullanıcı Arayüzü                               P&ID görünümü

 

    Kısaltmalar:

    Asystem: the surface of the membrane system (m2)

    k: membrane permeability (L m-2 h bar-1)

    J: the flux (L m-2 h-1)

    JT: the flux at temperature T (L m-2 h-1)

    J_298: the flux at 298K (L m-2 h-1)

    PTMP: the transmembrane pressure (bar)

    Qp: the permeate flow (L/h)

    T: Temperature in Kelvin

www.trlinstruments.com

daha iyi bir çevre ve gelecek için
analiz ve araştırma ekipmanları
üretiyoruz