Journal de la science et de la technologie des membranes

Abstrait

Modèle de dissolution-diffusion hors équilibre pour la pervaporisation membranaire PDMS du système binaire eau ABE

Xia Yang, Zhen Wu, Fang Manquan et Li Jiding

Les modèles précédents de dissolution-diffusion à l'équilibre, d'écoulement interstitiel et de changement de phase virtuelle ne peuvent pas décrire avec précision le processus de transfert de masse de la pervaporation. Le fait que le processus de dissolution à la surface de la membrane n'atteigne pas l'équilibre est rarement souligné dans la littérature. L'objectif du présent travail est de développer le modèle de dissolution-diffusion hors équilibre (modèle hors équilibre) pour le processus de pervaporisation membranaire. Dans cette recherche, les étapes de dissolution et de désorption ont été traitées comme les pseudo-processus de réaction de surface à la surface sur la base de l'hypothèse d'une dissolution hors équilibre à l'interface du liquide d'alimentation et de la membrane. Le modèle semi-expérimental a été défini sur la base du transfert de masse à l'état stable, en ignorant la polarisation de concentration et l'adsorption du côté de la perméation. Grâce à l'ajustement linéaire du flux avec différentes épaisseurs de la membrane, les coefficients de diffusion et les constantes de vitesse cinétique d'adsorption du modèle ont été obtenus avec le coefficient de partage à l'équilibre estimé par le modèle UNIFAC-ZM. Les valeurs calculées du modèle sont bien cohérentes avec le flux expérimental dans la pervaporisation sous vide de l'acétone, du butanol et de l'éthanol avec une membrane en polydiméthylsiloxane. Le modèle hors équilibre et ses paramètres seront ensuite appliqués pour la prédiction des performances de séparation et la sélection des conditions de fonctionnement.