2.2. Gázok transzportja membránpórusokon keresztül
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p1 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p1)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p1)
A membrános szakirodalomban az alkalmazott membrán pórusméretétől függően háromféle áramlást szoktak megkülönböztetni (2.2. ábra).
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_fig_4 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_fig_4)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_fig_4)
2.2. ábra. Áramlási minták különböző pórusméretű membránok esetében
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p4 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p4)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p4)
A nagyobb méretű pórusok esetén a gázok molekulái szabadon áramolnak át a pórusokon, sebességük között nincs különbség. A nagyon kicsi pórusokat tartalmazó membránok ún. molekuláris szitaként működnek, és szinte kizárólag a póruson átférő, apró gázmolekulák (például hidrogén) jutnak át, jellemzően elég alacsony fluxussal. A két „véglet” között helyezkedik el az ún. Knudsen-áramlás, ahol a pórusok mérete hasonló a gázmolekulák átlagos szabad úthosszához, így a gázmolekulák viszonylag gyakran beleütköznek a pórus falába. Ezért átjutási sebességük már eltérő lesz, s ez az alapja az elválasztásnak.
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p5 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p5)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p5)
Knudsen-áramlás esetén az i-edik komponens membránon keresztüli áramlási sebességét a következő egyenlettel szokták leírni (Mulder, 1996):
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_4 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_4)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_4)
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p8 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p8)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p8)
ahol Joi az i-edik komponens fluxusa, so a pórus keresztmetszete, Ni az i-edik komponens móltörtje, r a pórus sugara, Dk a Knudsen-féle diffúziós koefficiens, Δp a nyomáskülönbség a membrán két oldalán, R a gázkonstans, T a hőmérséklet, τ a tortuozitás és l a membrán vastagsága.. A Dk értékét a következőképpen szokták meghatározni:
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_5 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_5)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_5)
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p11 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p11)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p11)
ahol M a molekula tömege.
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p12 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p12)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p12)
A fenti egyenletekből jól látszik, hogy az áramlás fordítottan arányos a molekulatömeg négyzetgyökével, s ez az egyetlen paraméter, amely meghatározza a fluxust adott membrán és nyomáskülönbség esetén. Így két gáz szeparációját a Knudsen-áramlás mechanizmusa szerint – ahogy a Graham-féle diffúziónál is láttuk – a két molekulatömeg négyzetgyökének aránya határozza meg.
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p13 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p13)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p13)
A Knudsen-féle szeparációs faktor (α*) értékéről (Keizer, 1995) mutat néhány adatot a 2.1. táblázat. Látható, hogy ezek a számok meglehetősen kicsik. Nagyobb szeparációs faktor csak kaszkádrendszerű üzemmódban érhető el, ez azonban csak akkor lehet igazán gazdaságos, ha rendkívül drága anyagról van szó.
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_6 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_6)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_table_6)
2.1. táblázat. Knudsen-féle szeparációs faktorok
Gázelegy |
Szeparációs faktor (α*) |
238UF6 / 235UF6 |
1,0043 |
O2/N2 |
0,94 |
CO2/CH4 |
0,60 |
H2/CH4 |
2,83 |
He/CH4 |
2,00 |
H2/N2 |
3,74 |
H2/C3H8 |
4,69 |
H2/C6H12 |
6,48 |
Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!
Hivatkozások
Válaszd ki a számodra megfelelő hivatkozásformátumot:
Harvard
Bélafiné Bakó Katalin–Székely Katalin (szerk.) (2024): Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó.
https://doi.org/10.1556/9789636640583 Letöltve: https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p16 (2024. 12. 03.)
Chicago
Bélafiné Bakó Katalin, Székely Katalin, szerk. 2024. Gázelegyek membrános elválasztása. : Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583 (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p16)
APA
Bélafiné B. K., Székely K. (szerk.) (2024). Gázelegyek membrános elválasztása. Akadémiai Kiadó – Pannon Egyetemi Kiadó. https://doi.org/10.1556/9789636640583. (Letöltve: 2024. 12. 03. https://mersz.hu/dokumentum/m1212gazme__8/#m1212gazme_6_p16)
A Knudsen-áramlásnak azonban van egy másik fontos vetülete is. A nempórusos membránokkal történő gázszeparáció során, ha kompozit membránt használnak (ahol a sűrű aktív réteget pórusos támasztóréteg tartja), a pórusos rétegben fellépő Knudsen-áramlás hozzájárulhat az összáramláshoz.