Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева

Кафедра кибернетики химико-технологических процессов

Реферат На тему:

«Мембранные реакторы»

Выполнил: студент гр. К-41

Эбергард А. В.

Проверил: Доцент

Гусева Е. В.

Москва

2019

Мембранные реакторы.

Введение

В последние десятилетия мембранный катализ очень сильно развивается и изучается. Для мембранных реакторов находятся все новые и новые сферы применения. С учетом определения IUPAC, мембранный реактор представляет собой устройство для одновременного выполнения реакции (паровой риформинг, сушка и т.д.) и мембранного разделения в одном и том же устройстве. Следовательно, мембрана не только играет роль сепаратора, но и имеет место в самой реакции. Термин «Мембранный биореактор», с другой стороны, относится к сочетанию биологической обработки с мембранным разделением в отличие от последовательного применения мембранного разделения после классической биологической обработки.

Мембранные реакторы: обзор.

1. Мембраны для мембранных реакторов.

Мембраны могут быть классифицированы в соответствии с их природой, структурой и режимом разделения. В частности, они могут быть классифицированы на органические, неорганические и органические/неорганические гибриды.

Выбор типа мембраны для использования в МР зависит от таких параметров, как производительность, селективность разделения, срок службы мембраны, механическая и химическая целостность в рабочих условиях и, в частности, стоимость.

Открытие новых мембранных материалов было ключевым фактором для увеличения применения мембран. Значительный прогресс в этой области находит свое отражение в растущем числе научных публикаций, число которых за последние несколько лет выросло в геометрической прогрессии.

Обычно мембраны могут быть даже классифицированы на гомогенные или гетерогенные, симметричные или асимметричные по структуре, твердые или жидкие; они могут обладать положительным или отрицательным зарядом, а также могут быть нейтральными или биполярными. Во всех случаях движущая сила как градиент давления, концентрации и т. д. применяется для того, чтобы вызвать проникновение через мембрану. Таким образом, мембраны могут быть классифицированы в соответствии с их природой, геометрией и режимом разделения .

Первая классификация по своей природе различает мембраны на биологические и синтетические, которые полностью различаются по функциональности и структуре. Биологические мембраны просты в изготовлении, но имеют много недостатков, таких как ограниченная рабочая температура (ниже 100 ° C), ограниченный диапазон pH, недостатки, связанные с очисткой, подверженность воздействию микробов из-за их естественного происхождения.

Синтетические мембраны можно подразделить на органические (полимерные) и неорганические (керамические, металлические). Полимерные мембраны обычно работают при температуре от 100 до 300 ° C, а неорганические - при температуре выше 250 ° C. Кроме того, неорганические мембраны демонстрируют как широкую стойкость к pH, так и высокую устойчивость к химическому разложению. Что касается органических мембран, то можно сказать, что большинство промышленных мембранных процессов изготавливаются из натуральных или синтетических полимеров. Природные полимеры включают шерсть, каучук и целлюлозу, тогда как синтетические полимеры включают полиамид, полистирол и политетрафторэтилен (тефлон).

С точки зрения морфологии и / или структуры мембраны неорганические мембраны могут быть подразделены на пористые и металлические. В частности, как указано в определении IUPAC, пористые мембраны могут быть классифицированы в соответствии с диаметром их пор: микропористые (dp <2 нм), мезопористые (2 нм <dp <50 нм) и макропористые (dp> 50 нм).