Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Модель неравновесного растворения-диффузии для первапорации мембраны PDMS бинарной системы ABE вода

Ся Ян, Чжэнь Ву, Фан Маньцюань и Ли Цзидин

Предыдущие модели равновесного растворения-диффузии, потока в порах и виртуального фазового перехода не могут точно описать процесс массопереноса первапорации. Тот факт, что процесс растворения на поверхности мембраны не достигает равновесия, редко подчеркивается в литературе. Целью настоящей работы является разработка модели неравновесного растворения-диффузии (неравновесной модели) для процесса мембранной первапорации. В этом исследовании этапы растворения и десорбции рассматривались как псевдоповерхностные процессы реакции на поверхности на основе гипотезы неравновесного растворения на границе раздела исходной жидкости и мембраны. Полуэкспериментальная модель была установлена ​​на основе стационарного массопереноса, игнорируя концентрационную поляризацию и адсорбцию на стороне проникновения. Благодаря линейной подгонке потока с различной толщиной мембраны были достигнуты коэффициенты диффузии и константы скорости кинетики адсорбции модели с равновесным коэффициентом распределения, оцененным с помощью модели UNIFAC-ZM. Рассчитанные значения модели хорошо согласуются с экспериментальным потоком при вакуумной первапорации ацетона, бутанола и этанола с полидиметилсилоксановой мембраной. Неравновесная модель и ее параметры будут в дальнейшем применяться для прогнозирования эффективности разделения и выбора условий эксплуатации.