Vernetzte Transportpfade für die Simulation des Stofftransports durch Kompositmembranen des MFI-Zeolithtyps

Network of pathways for the simulation of mass transfer through composite membranes of MFI Type Zeolites

  • Einzelgasdurchlässigkeiten von Wasserstoff, Stickstoff, Schwefelhexafluorid, n-Butan und i-Butan von Zeolithmembranen des MFI-Typs wurden im Temperaturbereich von 300 K bis 480 K ermittelt. Auf der Grundlage dieser Informationen wird die Membranqualität diskutiert, wobei zusätzliche REM-Aufnahmen und die Syntheseprozedur der Membranen berücksichtigt werden. Ein neuer, flexibler Netzwerkansatz wird für die Simulation der verschiedenen Transportmechanismen, die in Kompositmembranen auftreten, verfolgt. Während die Trägerschicht mit dem Dusty-Gas-Modell simuliert wird, können die Moleküle die Zeolithschicht per Knudsendiffusion, Oberflächendiffusion oder aktivierter Gasdiffusion passieren. Die Einzelgasdurchlässigkeiten von Wasserstoff, Stickstoff, Schwefelhexafluorid, n-Butan und i-Butan von Zeolithmembranen des MFI-Typs wurden im Temperaturbereich von 300 K bis 480 K ermittelt. Auf der Grundlage dieser Informationen wird die Membranqualität diskutiert, wobei zusätzliche REM-Aufnahmen und die Syntheseprozedur der Membranen berücksichtigt werden. Ein neuer, flexibler Netzwerkansatz wird für die Simulation der verschiedenen Transportmechanismen, die in Kompositmembranen auftreten, verfolgt. Während die Trägerschicht mit dem Dusty-Gas-Modell simuliert wird, können die Moleküle die Zeolithschicht per Knudsendiffusion, Oberflächendiffusion oder aktivierter Gasdiffusion passieren. Die Vorhersage binärer Systeme mit aus Einzelgasmessungen bestimmten Daten stellt sich noch immer als problematisch heraus. Dennoch können die Stoffströme des Systems H2/SF6 bei höheren Temperaturen und die Trennselektivitäten der Systeme H2/n-Butan und n-Butan/i-Butan berechnet werden.show moreshow less
  • Single gas permeances of hydrogen, nitrogen, sulfur hexafluoride, n-butane, and i-butane through MFI type zeolite membranes were determined in the temperature range of 300 K to 480 K. Based on these information the quality of the membranes are discussed, taking additional SEM-pictures and the synthesis procedure of the membranes into account. A new and flexible network approach is used to simulate the different transport mechanism that occur inside composite membranes. While the support layer is modeled using the dusty-gas-model, the molecules passing the zeolite layer can follow transport mechanism like Knudsen diffusion, surface diffusion or activated gas diffusion. The prediction of binarSingle gas permeances of hydrogen, nitrogen, sulfur hexafluoride, n-butane, and i-butane through MFI type zeolite membranes were determined in the temperature range of 300 K to 480 K. Based on these information the quality of the membranes are discussed, taking additional SEM-pictures and the synthesis procedure of the membranes into account. A new and flexible network approach is used to simulate the different transport mechanism that occur inside composite membranes. While the support layer is modeled using the dusty-gas-model, the molecules passing the zeolite layer can follow transport mechanism like Knudsen diffusion, surface diffusion or activated gas diffusion. The prediction of binary systems using data from single gas experiments is still problematic. However, it is possible to simulate the mass transfer of the system H2/SF6 at higher temperatures and the separation selectivities of the systems H2/n-butane and n-butane/i-butane.show moreshow less

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Metadaten
Author:Marc Hanebuth
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-717
Advisor:R. Dittmeyer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2004
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2004/06/18
Release Date:2004/07/28
Tag:Zeolite membrane mass transfer simulation
SWD-Keyword:Membrantransport; Stoffübertragung; Zeolith
Institutes:Technische Fakultät / Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Chemische Verfahrenstechnik / Chemische Verfahrenstechnik
open_access (DINI-Set):open_access

$Rev: 13581 $