Введение
1. Литературный обзор 12
1.1. Краткая историческая справка 12
1.2. Проницаемость и селективность непористых полимерных мембран... 14
1.3. Теоретические основы разделения газов в мембранном элементе...26
1.3.1. Модель полного перемешивания 28
1.3.2. Модель идеального вытеснения в напорном канале с поперечным током в дренажном канале 29
1.3.3. Модель идеального вытеснения в напорном канале с полным перемешиванием в дренажном канале 32
1.3.4. Модель идеального вытеснения в напорном канале с нулевым давлением в дренажном канале (вакуумный режим) 33
1.3.5. Влияние градиента концентрации на процесс разделения в мембранном элементе 36
1.3.5.1. Влияние концентрационной поляризации 36
1.3.5.2. Влияние продольного перемешивания 39
1.4. Мембранные элементы и аппараты с рециркуляцией 45
1.4.1. Мембранные элементы с рециркуляцией по пермеату и с рециклом по выходному потоку 45
1.4.2. Многоступенчатые каскады и каскады типа "непрерывная мембранная колонна" 50
1.5. Гибридные мембранные процессы 59
1.5.1. Мембранные элементы с рециркуляцией и дополнительной конденсацией 59
1.5.2. Аппараты, сочетающие мембранное разделение с ректификацией или с абсорбцией 63
1.6. Выводы. Постановка задачи 63
2. Определение проницаемости и селективности газоразделительных мембран 66
2.1. Методика определения проницаемости газов и паров воды 66
2.2. Методика определения коэффициента разделения 76
2.3. Результаты и обсуждение 89
2.3.1. Проницаемость летучих гидридов элементов III-VI групп для мембраны типа "Силар" 89
2.3.2. Проницаемость перфторированной сульфокатионитовой ионообменной мембраны 92
2.3.3. Проницаемость мембраны на основе ацетата целлюлозы 94
2.3.4. Зависимость коэффициента разделения от концентрации примеси 97
Глубокая очистка газов в мембранных элементах 100
3.1. Обоснование необходимости использования высокоэффективных мембранных элементов 100
3.1.1. Зависимость степени разделения от концентрации примеси. 100
3.1.2. Сравнение единичного мембранного элемента для режима идеального вытеснения и набора элементов в режиме полного перемешивания 104
3.2. Глубокая очистка газов в вакуумном режиме и режиме поперечного тока 110
3.2.1. Математическая модель процесса глубокой очистки газов в радиальных и прямоугольных плоскопараллельных элементах с учетом продольного перемешивания 110
3.2.2. Безотборный режим работы мембранных элементов 122
3.2.3. Экспериментальная часть 131
3.2.4. Мембранные элементы с перфторированными сульфокатионитовыми ионообменными мембранами 139
3.3. Глубокая очистка газов в элементах с противоточным режимом 152
3.3.1. Радиальные противоточные мембранные элементы 152
3.3.2. Процесс глубокой очистки газов с рециклом выходного потока 181
4. Мембранные установки для концентрирования примесей, их сочетание с мембранными модулями глубокой очистки газов 196
4.1. Непроточные мембранные элементы 196
4.2. Мембранные элементы с рециркуляцией по пермеату 202
4.3. Глубокая очистка газов от неконденсирующихся примесей в каскадах типа "непрерывная мембранная колонна" 219
4.4. Глубокая очистка газов от примеси паров в каскадах типа "непрерывная мембранная колонна" 243
5. Глубокая очистка газов комбинированным методом 257
5.1. Очистка хлористого водорода от примеси постоянных газов совмещенным методом, включающим абсорбцию и первапорацию..257
5.2. Изучение процесса, совмещающего ректификацию и мембранное разделение 270
6. Глубокая очистка германа, силана и хлористого водорода методом мембранного газоразделения 276
6.1. Глубокая очистка германа, силана и хлористого водорода от взвешенных частиц 276
6.2. Глубокая очистка германа и силана 282
Выводы 285
Список основных обозначений 289
Литература 290
Приложение 320
