ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ - ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΩΝ ΜΕ ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ

Abstract

THE MATHEMATICAL MODELS REFERRED IN THE OPEN LITERATURE FOR THE SIMULATION OF THE OPERATION OF MEMBRANE REACTOR - SEPARATORS ARE SIMPLIFIED WITH THE ASSUMPTIONS OF PLUG FLOW CONDITIONS AND ISOTHERMALITY WHICH, IN MANY CASES, ARE NOT VALID ESPECIALLY WHEN HIGHLY SELECTIVE MEMBRANES ARE USED. AS CONCERNS THE INDUSTRIAL MEMBRANE REACTOR - SEPARATORS, A WELL POSED THEORETICAL MODEL HAS NOT BEEN DEVELOPED FOR THE REALISTIC DESIGN OF THESE SYSTEMS. IN THE PRESENT WORK, NUMERICAL CODES ARE DEVELOPED FOR THE SIMULATION OF THE PERFORMANCE OF MEMBRANE REACTOR - SEPARATORS WITHOUT THE ASSUMPTION OF PLUG FLOW CONDITIONS. BASED ON BOTH THE MODELLING RESULTS AND THE EXPERIMENTAL RESULTS OBTAINED BY PERFORMING GAS SEPARATION EXPERIMENTS USING HIGHLY SELECTIVE MEMBRANES IT WAS CONCLUDED THAT THE ASSUMPTION OF PLUG FLOW CONDITIONS FOR THE OPERATION OF SUCHSYSTEMS IS NOT VALID WHEN THE LATTER TYPE OF MEMBRANE IS USED. THE INFLUENCEOF THE DISPERSION EFFECTS ON THE PERFORMANCE OF BOTH LABORATORY AND INDUSTRIAL SCALE MEMBRANE REACTOR - SEPARATORS IS NEGATIVE UNDER VARIOUS OPERATION CONDITIONS. ALSO, IT IS CONFIRMED THAT THE ASSUMPTION OF ISOTHERMAL OPERATION IS NOT VALID IN MANY CASES ESPECIALLY WHEN AN INDUSTRIAL MEMBRANE REACTOR IS CONSIDERED, WHILE THE OMISSION OF THERMAL DISPERSION LEADS TO THE OVERESTIMATION OF THE CALCULATED TEMPERATURE FIELD AND THE MEMBRANE REACTOR CONVERSION. AS CONCERNS THE INDUSTRIAL MEMBRANE REACTOR, A (ABSTRACT TRUNCATED)

ΤΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΠΟΥ ΑΝΑΦΕΡΟΝΤΑΙ ΣΤΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ - ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΩΝ ΜΕ ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΕΙΝΑΙ ΑΠΛΑ ΜΕ ΤΙΣ ΑΠΛΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ ΤΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΕΜΒΟΛΙΚΗΣ ΡΟΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗΣΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ. ΟΙ ΠΑΡΑΔΟΧΕΣ ΑΥΤΕΣ ΠΟΛΥ ΣΥΧΝΑ ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΡΕΑΛΙΣΤΙΚΕΣ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΟΤΑΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΥΨΗΛΑ ΕΚΛΕΚΤΙΚΕΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΟ ΠΡΟΙΟΝ ΤΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ. ΟΣΟΝ ΑΦΟΡΑ ΤΟΥΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ, ΑΝ ΚΑΙ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ ΕΝΑ ΑΞΙΟΠΙΣΤΟ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΚΑΙ ΓΙΑ ΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ, ΥΠΑΡΧΕΙ ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΑΝΑΦΟΡΑ ΠΟΥ ΣΧΕΤΙΖΕΤΑΙ ΑΜΕΣΑ ΜΕ ΤΗΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥΣ. ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ, ΑΝΑΠΤΥΧΘΗΚΑΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΠΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΝΟΥΝ ΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ - ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΩΝΜΕ ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΧΩΡΙΣ ΤΗΝ ΠΑΡΑΔΟΧΗ ΤΗΣ ΕΜΒΟΛΙΚΗΣ ΡΟΗΣ, ΠΟΥ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΕΙΤΑΙ ΜΕΧΡΙ ΤΩΡΑ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΟΥΣ. ΑΠΟ ΤΗ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΑΕΡΙΟΥ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΠΟΥ ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΘΗΚΑΝ ΣΤΑ ΠΛΑΙΣΙΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ, ΠΡΟΕΚΥΨΕ ΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ΟΤΙ Η ΠΑΡΑΔΟΧΗ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΕΜΒΟΛΙΚΗΣ ΡΟΗΣ ΠΟΥ ΘΕΩΡΕΙΤΑΙ ΜΕΧΡΙ ΤΩΡΑ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ - ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΩΝ ΜΕ ΕΝΣΩΜΑΤΩΜΕΝΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΔΕΝΕΙΝΑΙ ΡΕΑΛΙΣΤΙΚΗ ΟΤΑΝ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΥΨΗΛΑ ΕΚΛΕΚΤΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ. ΤΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΜΑΖΑΣ ΕΠΙΔΡΟΥΝ ΑΡΝΗΤΙΚΑ ΣΤΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥΣ ΣΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΚΑΙ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ ΣΕ ΕΥΡΥ ΦΑΣΜΑ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ. ΕΠΙΣΗΣ, ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΘΗΚΕ ΟΤΙ Η ΠΑΡΑΔΟΧΗ ΙΣΟΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ, ΠΟΛΛΕΣ ΦΟΡΕΣ (ΚΥΡΙΩΣ ΣΕ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ) ΔΕΝ ΙΣΧΥΕΙ, ΕΝΩ Η (ΠΕΡΙΚΟΠΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗΣ)