Следует отметить, что мембранные сепараторы, предназначенные
для разделения одних газов (например, N
2
и O
2
)
,
во многих случа-
ях оказываются пригодными при решении других прикладных задач.
В некоторых условиях удается заимствовать не только аппараты, но
и методики их расчета. В трехкомпонентной смеси Ne–He–N
2
целе-
вым продуктом выступает комплекс (Ne + He), а побочным веществом
является азот. Можно предположить, что для предварительного ана-
лиза обогащения неоногелиевой смеси может использоваться один из
вариантов расчета разделения бинарной смеси. Для решаемой зада-
чи близким аналогом является случай разделения N
2
–
O
2
,
при котором
фактор
α
приведен к менее проникающему компоненту — азоту (см.
табл. 4). Как и в рассмотренном ранее примере, расчет ориентирован
на оценку концентрации одного из компонентов ([N
2
])
в пермеате.
Различия в проницаемостях [Ne] и [He] учитываются комплексным
фактором разделения. Его физический смысл иллюстрирует табл. 5.
Таблица 5
Приведенный фактор разделения для расчета трехкомпонентной смеси
Тип смеси
Двухкомпонентная N
2
–
O
2
(
остаточный продукт —
азот)
Трехкомпонентная N
2
–(
Ne–He)
(
остаточный продукт — азот)
Коэффициенты
проницаемости,
м
3
/(
МПа м
2
∙
ч)
K
N
K
O
K
N
K
Ne
K
He
0,070
0,378
0,07
0,88
4,0
Факторы разде-
ления компонен-
тов
[
N
2
↔
O
2
];
α
0
=
K
N
K
O
= 0
,
185
[
N
2
↔
Ne];
α
0
=
K
N
K
Ne
=0
,
0795
[
N
2
↔
He];
α
00
=
K
N
K
He
= 0
,
0175
[
N
2
↔
(
Ne + He)];
α
=
α
0
+
α
00
2
= 0
,
0485
Вариант упрощенного расчета одного из режимов обогащения нео-
ногелиевой смеси приведен в табл. 6. Результаты представлены в фор-
ме, соответствующей ранее проведенному анализу процесса в бинар-
ной смеси (см. табл. 3 и 4).
Для использования как упрощенных методов расчета мембран (см.
табл. 5), так и более сложных программных комплексов (п. 4) требу-
ются значения площади селективной поверхности
S
и коэффициентов
проницаемости
K
отдельных компонентов (см. табл. 5). Между тем из-
готовители мембран не всегда охотно делятся информацией о характе-
ристике
S
,
а данные о коэффициентах проницаемости (кроме N
2
и О
2
)
практически недоступны. В первом приближении параметр
S
можно
получить косвенным методом, учитывая объем модуля и удельную
34
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012