Способ разделения смеси компонентов Советский патент 1983 года по МПК B01D13/00 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СМЕСИ КОМПОНЕНТОВ

1

Изобретение относится к способам разделения смесей с помощью мембран и может, быть использовано в химичес Ьй, пищевой, медицинской, биологической и других промышленностях при очистке сточных вод и газов с целью загщиты окружающей среды.

Известен способ разделения жвщких смесей путем пропускания их по поверхности селективной мембраны в обдува противоположной поверхности мембраны потоком газа (воздуха), который уносит проникшие через компоненты

Ci;.

Недостатками этого способа раздела ния $шляется то, что через мемфану. проникает смесь компонентов, из которых состоит разделяемая смесь, хотя состав проникшей смеси отличается от состава разделяемой смеси, при этом степень извлечения компонента определ5 ется только мембраной.

Наиболее близким к изобретению является способ разделения смеси путем

пропускания ее в виде тонкой пленки по поверхности мембраны, противоположная поверхность которой обдувается воздухом. При этом не проникшую через мембрану смесь испаряют, пары направляютпротивотоком к стекающнй по мембране разделяемой смеси, конденсируют и направляют вдоль поверхности мембраны С2.

Недостатками этого способа разделе10ния 5шляется то, что вся разделяемая смесь подвергается фазовому переходу; через мембрану проникают все компо- , ненты, составляющие разделяемую смесь; степень извлечения требуемого компо 5нента практически определяется свойст вами мембраны.

Целыо изобретения является осуществление возможности избирательного извлечения отдельных компонентов из раз20деляемой смеси.

Поставленная цель достигается тем, что в способе разделения смеси компонентов путем взаимодействия с мембра-. ной, имеющей поверхность подвода смеси и поверхность отвода проникших через мембрану компонентов, согласно изобретению со стороны поверхности отвода вводят компоненты, не подлежащие извлечению, с парциальным давлением их паров, равновесным с парциальным давлением паров тех же компонентов в раз деляемой смеси. Состав проникщей через мембрану смеси по предлагаемому способу существенно отличается от состава разделяемой смеси и отличается от состава проникшей смеси по известным способам разделения. Пример 1. Разделяют смесь спирт-вода труднопроникающего через цел лофановую мембрану компонента - спирт смесь этанол-вода при температуре 343°К, пропускают вдоль поверхности мембраны и отводят с другой ее поверхности проникщие компоненты воздуха с расходом 0,О2 м (). Парциальное давление паров воды в воздухе обдува со стороны поверхности отвода менялось от 2,5 до 24 кПа. При обдуве воздухом с парциальным давлением паров воды 2,5 кПа через мембрану проникает смесь с содержанием спирта 5,8 мас,% (известный способ), а при обдуве воздухом с введением паров воды до парциального давления 24 кПа через мембрану проникает смесь с содержанием этанола 23,2 мас.% (предлагаемый способ), т.е. по предлагаемому способу в проникшей через мембрану смеси содержится спирта в 4 раза больше, чем по известным способам. «Пример 2. Раздел5пот смесь с содержанием этанола 71,9 мас.% и парциальным давлением паров воды на стороне поверхности отвода 2,5 кПа (известный способ), через мембрану проникает смес с содержанием этанола 19,9 мас.%, а при обдуве воздухом с введением паров воды до парциального давления 24 кПа (предлагаемый способ) через мембрану проникает только спирт, т.е. по предлаггаемому способу из разделяемой смеси извлекаемся требуемый, отдельный компонент. На чертеже показано влияние парциального давления паров воды со стороны поверхности отвода мембраны из целлофана при разделении смеси этанолвода. Температура процесса 343°К. Состав разделяемой смеси, мас.% . X - 13,0; О - 34,6; Л - 52,0; О- 71,9; V - 88,0. Таким образом, по предлагаемому способу с введением со стороны поверхности отвода мембраны компонента, не подлежащего извлечению из разделяемой смеси, содержание извлекаемого компонента увеличивается в проникшей через мембрану смеси в несколько раз, При введении же на сторону отвода компонента, не подлежашего извлечению, с парциальным давлением пара, равновесного с парциальным давлением его же в разделяемой смеси, из последней извлекается через мембрану требуемый компонент в чистом виде. Формула изобретения Способ разделения смеси компонентов путем взаимодействия с мембраной, имеющей поверхность подвода смеси и поверхность отвода проникших через мембрану компонентов, отличающийся тем, что, с целью осутдествления избирательного извлечения отдельных компонентов из разделяемой смеси, со стороны поверхности отвода вводят компоненты, не подлежащие извлечению, с парциальным давлением их паров, равновесным с парциальным давлением паров тех же компонентов в разделяемой смеси. Источники информации, прин5ггые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 2386826, кл. В 01 D 13/00, 1945. 2. Авторское свидетельство СССР № 564870, ул. В 01 D 13/ОО, 1977 (прототип).