ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИОННО-ПОЛЯРИЗАЦИОННОГО СЛОЯ
DOI:
https://doi.org/10.31489/2021No2/56-59Ключевые слова:
мембрана, газоразделение, концентрационная поляризация, пограничный слойАннотация
В работе описывается возникновение концентрационного поляризационного пограничного слоя на поверхности мембраны в процессе сепарации газовой смеси H2/CO2. Концентрационная поляризация возникает, когда отбракованный раствор накапливается рядом с поверхностью мембраны, образуя пограничный слой. Включение концентрационных поляризационных эффектов в обработку пористых стенок создает дополнительные трудности. Граничный слой, образованный концентрационной поляризацией, можно рассматривать как разновидность второй пористой стенки с меньшей проницаемостью, чем мембрана. Основная трудность при моделировании этой ситуации заключается в определении соответствующих граничных условий концентрации на стенке, поскольку концентрации будут постоянно изменяться на стенке, а сама геометрия стенки может меняться со временем из-за осаждения частиц. Для учета этого эффекта был разработан численный подход, который обсуждается в данной работе.
Библиографические ссылки
"1 Akinbomi J., Wikandari R., et al. Enhanced fermentative hydrogen and methane production from an inhibitory fruit-flavored medium with membrane capsulated cells. Membranes.2015, Vol.5, No. 4, pp. 616–631.
Kalassov N.B., Dzhonova D., TsibranskaI., et al. Application of integrated membrane bioreactors in renewable energy industry. Journal of Chemical Technology and Metallurgy. 2020, Vol. 55, No. 2, pp. 314-323.
Adekunle K.F., Okolie J.A. A review of biochemical process of anaerobic digestion. Adv. Biosci. Biotechnol. 2015, Vol. 6, No. 3, pp. 205-207.
Bakonyi P., et al. Biohydrogen purification using a commercial polyimide membrane module: studying the effects of some process variables. Int. J. Hydrogen Energy. 2013, Vol. 38, No. 35, pp. 15092–15099.
Bakonyi P., Nemestóthy N., Bélafi-Bakó K. Biohydrogen purification by membranes: an overview on the operational conditions affecting the performance of nonporous, polymeric and ionic liquid based gas separation membranes. Int. J. Hydrogen Energy. 2013, Vol. 38, No, 23, pp. 9673–9687.
Ghimire A., Kumar G., Sivagurunathan P., et al. Bio-hythane production from microalgae biomass: key challenges and potential opportunities for algal bio-refineries. Bioresour. Technol. 2017, Vol. 241, pp. 525–536.
Ghimire A., Frunzo L., Pirozzi F., et al. A review on dark fermentative biohydrogen production from organic biomass: process parameters and use of by-products. Appl. Energy. 2015, Vol. 144, 73–95.
Rosalinda M., Loredana D.B., Enrico D. Membrane Bioreactors for Production and Separation. Comprehensive Biotechnology. 2019,Vol. 2, pp. 374-393.
Kalassov N.B., Dzhonova D., Manatbayev R.K. Hydrodynamic modeling of the cross-flow of membrane separation processes. Bulletin» of the national engineering academy of the republic of Kazakhstan. 2020, Vol. 75, No.1, pp. 68-76.
Geraldes V., Semião V., De Pinho M.N. Flow and mass transfer modelling of nanofiltration. J. membrane sci. 2001, Vol. 191, 109-128.
Michaels A.S. New separation technique for the CPI. Chem. Eng. Prog. 1968, Vol. 64, pp. 31-33.
Porter M.C., Concentration polarization with mem-brane ultrafiltration, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Develop. 1972, Vol. 11, pp. 234-237."
