Рис. 2. Промышленные мембранные установки и их устройство
продуктом. Воспользуемся этим допущением для моделирования про-
цесса сепарации в мембранном модуле. Выбор данной смеси оправдан
потому, что значительное число промышленных мембранных устано-
вок предназначены именно для разделения воздуха в целях получения
азота и обогащенного кислорода. Как следует из рис. 3, мембраны
“
кислородной профессии” проигрывают по качеству продукта другим
видам технологий. Но в случае, когда целевым веществом является
азот, существует вполне определенный сегмент расходов и концентра-
ций, в котором мембраны вполне конкурентоспособны.
Азотное направление является основным применением газовых
мембран (табл. 1). Высокорасходные азотные генераторы с расходом
продукта более 100 м
3
/
ч формируются на основе мембранных моду-
лей, включенных параллельно.
Рассмотрим закономерности разделения азотно-кислородной
(
O–N) смеси в мембранном модуле. Фактически в аппаратах на
рис. 1,
д
и 2, суммарный селективный слой
S
формируется из бо-
ковой цилиндрической поверхности сотен тысяч трубок с диаметром
около 0,1 мм. Поэтому на рис. 4 рабочая поверхность мембраны пока-
зана упрощенно в виде прямоугольника площадью
S
,
разделяющего
объем модуля на две полости.
22
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012