Bài 3: Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng

Chia sẻ: Phan Thi Quyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

0
146
lượt xem
30
download

Bài 3: Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Coi màng là một lớp đồng nhất, liên tục -Trong khôn gian trê bề mặt màng và khoảng dung dịch ngay sát bề mặt màng tồn tại cân bằng thế hóa -Bỏ qua sự kết hợp giữa các dòng riêng phần

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài 3: Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng

  1. Kỹ Thuật Màng và Ứng Dụng Bài 3: Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Giảng viên: Nguyễn Minh Tân Bộ môn QT-TB CN Hóa học & Thực phẩm Trường Đại học Bách khoa Hà nội Tannm-dce@mail.hut.edu.vn Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Cơ sở các mô hình chuyển khối qua màng Mô hình chuyển khối qua màng Xuất xứ NC cơ bản/ Kỹ thuật/ Phân tích hồi qui / Chế tạo thiết bị, ứng dụng Chế tạo màng nghiên cứu Chế tạo thiết bị Loại Mô hình Mô hình Mô hình mô Thực nghiệm cấu trúc Bán thực nghiệm hình Phụ thuộc Không phụ màng thuộc màng Ví dụ Mô hình hấp phụ kép Mô hình Mô hình ma sát hòa tan-khuyêch tán Mô hình thể tích rỗng Mô hình Kedem-Spiegler Mô hình lỗ 1
  2. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Các mô hình lý tưởng Màng hòa tan- Màng lỗ khuyêch tán Thẩm thấu ngược Siêu lọc Thấm bốc Vi lọc Thẩm khí Thẩm tích Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Các trở lực tác dụng đồng thời Lớp hoạt động Lỗ châm kim Các trở lực nối tiếp Các trở lực song song 2
  3. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình dòng lỗ Độ giữ lại Khối lượng mole Đường đặc trưng phân tách của màng lỗ với MvWCO = 60000kg/kmol Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình dòng lỗ Dung dịch đầu Nước trong Giả thiết: -Dòng qua lỗ tương ứng với dòng qua lớp màng -Lớp màng được coi như là tập hợp của các lỗ mao quản song song nhau 3
  4. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình dòng lỗ Dung dịch đầu Nước trong Độ rỗng của màng V poren Hệ số Karman-Kozeny ε= Vges Bề mặt riêng Dòng nước trong Độ ngoằn nghoèo của mao quản Dòng qua một mao quản Phương trình Hagen Poiseuille Đường kính thủy lực Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình Hòa tan – khuyêch tán Dung dịch đầu Nước trong Giả thiết: -Coi màng là một lớp đồng nhất, liên tục -Trong khôn gian trê bề mặt màng và khoảng dung dịch ngay sát bề mặt Lớp đồng nhất, cấu màng tồn tại trúc không lỗ cân bằng thế hóa Lớp hoạt động Lớp phụ trợ -Bỏ qua sự kết hợp giữa các dòng riêng phần Dòng = Nồng độ x Độ linh động x Động lực 4
  5. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình Hòa tan – khuyêch tán Dung dịch đầu Nước trong Độ linh động tính qua hệ số khuyêch tán Lớp đồng nhất, cấu trúc không lỗ Lớp hoạt động Lớp phụ trợ Khi quá trình khuyêch tán biểu diễn bởi định luật Fick Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình Hòa tan – khuyêch tán Với quá trình thẩm thấu ngược Với quá trình thấm bốc và thẩm khí 5
  6. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Hấp phụ c Các qui luật hấp phụ mô tả mối quan hệ giữa nồng độ k,M ở trạng thái cân bằng của cấu tử k trong trạng thái hòa tan vào màng và Áp suất, nhiệt độ và thành phần của pha ngoài Hoạt độ ak của pha ngoài Các loại đường đẳng nhiệt hấp phụ khác nhau Hấp phụ Henry Mô hình tổng quát Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Khuyêch tán Độ thẩm thấu Áp suất phía dung dịch đầu Ảnh hưởng của áp suất tới độ thẩm thấu của màng PDMS đối với CO2 và CH4 Hệ số của mô hình thể tích tự do Thể tích tự do 6
  7. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Tổng kết các mô hình chính mô tả quá trình chuyển khối qua màng Quá trình Các giả thiết Các phương trình tính toán RO ( hệ chất hữu cơ (i)- nước (W)) RO ( dung dịch muối) Thẩm khí Thấm bốc Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Mô hình hóa sự vận chuyển khí và hơi trong vật liệu cấu trúc lỗ Lỗ Macro Lỗ Meso Lỗ Micro Kích thước lỗ giảm Khuyêch tán qua cấu trúc sàng phân tử Khuyêch tán phân tử Đối lưu Khuyêch tán Knudsen Cơ chế chuyển khối trong vật liệu cấu trúc rỗng 7
  8. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong Macropore và Mesopore Đinh luật Fick Khuyêch tán tự do, phương trình Maxwell-Stephan Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong Macropore và Mesopore Đinh luật Fick Khuyêch tán Knudsen Quãng đường trung bình Dòng phân tử trung bình trong lỗ Áp suất trung bình trong lỗ Động lực của quá trình là chênh lệch áp suất riêng phần 8
  9. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong Macropore và Mesopore Dusty Gas Model/ Mô hình khí đục Các phân tử cố định Các phân tử linh động Nguyên lý mô hình khí bụi Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong lỗ Micro Nguyên lý mô hình chuyển khối trong lớp các phân tử bị hấp phụ Hệ số chuyển khối bề mặt Các nguyên lý chuyển khối trong lỗ micro: A: sàng phân tử toàn phần B: khuyêch tán bề mặt C: ngưng tụ mao quản 9
  10. Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong Mikropore Khuyêch tán bề mặt Khuyêch tán bề mặt & khuyêch tán hơi chủ động Dòng Khuyêch tán hơi chủ động Nhiệt độ Các nguyên lý chuyển khối trong lỗ micro: Ví dụ trong Zeolith Mô hình hóa quá trình chuyển khối qua màng Chuyển khối trong màng có tích điện bề mặt Dung dịch Dung dịch Mô hình lỗ biến tính áp dụng cho màng chọn lọc ion 10

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản