1
Kỹ ThuậtMàngvàỨng Dụng
Bài 3:
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối
qua màng
Giảng viên: NguyễnMinh Tân
Bộ môn QT-TB CN Hóa học& Thựcphẩm
Trường Đạihọc Bách khoa Hà nội
[email protected]
Cơ sở các mô hình chuyểnkhối qua màng
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Mô hình chuyểnkhối qua màng
Xuấtxứ
ứng dụng
Loại
mô
hình
Ví dụ
NC cơ bản/
Chế tạomàng
Phân tích hồiqui /
Chế tạo thiếtbị
Kỹ thuật/
Chế tạothiếtbị,
nghiên cứu
Mô hình
cấutrúc
Mô hình
Bán thựcnghiệm
Mô hình
Thựcnghiệm

Mô hình dòng lỗ
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Đường đặctrưng phân tách củamànglỗ với MvWCO = 60000kg/kmol
Khốilượng mole
Độ giữ lại
Mô hình dòng lỗ
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Dung dịch đầu
Nướctrong
Giả thiết:
-Dòng qua lỗ tương ứng với dòng qua lớp màng
-Lớp màng được coi như là tậphợpcủacáclỗ mao quản song song nhau
4
Mô hình dòng lỗ
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Dung dịch đầu
Nướctrong
Độ rỗng củamàng
Bề mặtriêng
Độ ngoằn nghoèo củamaoquản
Phương trình Hagen Poiseuille
Đường kính thủylực
Dòng qua mộtmaoquản
Dòng nước trong
ges
poren
V
V
=
ε

trúc không lỗ
Độ linh động tính qua hệ
số khuyêch tán
Khi quá trình khuyêch tán biểudiễnbởi định luậtFick
Mô hình Hòa tan – khuyêch tán
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Với quá trình thẩmthấungược
Với quá trình thấmbốcvàthẩmkhí
6
Hấpphụ
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Các qui luậthấpphụ mô tả mốiquanhệ giữanồng độ c
k,M
ở trạng thái cân bằng
củacấutử k trong trạng thái hòa tan vào màng và Áp suất, nhiệt độ và thành phần
của pha ngoài
Các loại đường đẳng nhiệthấpphụ khác nhau
Hoạt độ a
k
của pha ngoài
Hấpphụ Henry
Mô hình tổng quát
Khuyêch tán
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Áp suất phía dung dịch đầu
Độ thẩmthấu
Ảnh hưởng củaápsuấttới độ thẩmthấucủamàngPDMS đốivớiCO
2
và CH
4

sàng phân tử
8
Chuyểnkhối trong Macropore và Mesopore
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Khuyêch tán tự do, phương trình Maxwell-Stephan
Đinh luậtFick
Chuyểnkhối trong Macropore và Mesopore
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Khuyêch tán Knudsen
Đinh luậtFick
Quãng đường trung bình
Áp suất trung bình trong lỗ
Dòng phân tử trung bình trong lỗ
Động lựccủaquátrìnhlàchênhlệch
áp suất riêng phần
9
Chuyểnkhối trong Macropore và Mesopore
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Dusty Gas Model/ Mô hình khí đục
Nguyên lý mô hình khí bụi
Các phân tử cốđịnh
Các phân tử linh động
Chuyểnkhốitronglỗ Micro
Mô hình hóa quá trình chuyểnkhối qua màng
Các nguyên lý chuyểnkhối trong lỗ micro:
A: sàng phân tử toàn phần
B: khuyêch tán bề mặt
C: ngưng tụ mao quản
Nguyên lý mô hình chuyểnkhối
trong lớp các phân tử bị hấpphụ