24.1. МЕМБРАНЫ
Мембрана - полупроницаемая перегородка, пропускающая опреде¬ленные компоненты жидких или газовых смесей. Мембраны долж¬ны удовлетворять следующим основным требованиям: обладать высокой разделяющей способностью (селективностью); высокой удельной производительностью (проницаемостью); химической стойкостью к действию среды разделяемой системы; механической прочностью, достаточной для их сохранности при монтаже, транс¬портировании и хранении. Кроме того, свойства мембраны в про¬цессе эксплуатации не должны существенно изменяться.
Для изготовления мембран применяют различные полимеры (ацетаты целлюлозы, полиамиды, полисульфон и др.), керамику, стекло, металлическую фольгу и др. В зависимости от механической прочности используемых материалов мембраны подразделяют на уплотняющиеся (полимерные) и с жесткой структурой, а также на пористые и непористые (диффузионные).
Пористые мембраны нашли широкое применение прежде всего в процессах обратного осмоса, микро- и ультрафилътрации, реже — для разделения газов. Они имеют как анизотропную, так и изо¬тропную структуру. Мембраны с анизотропной структурой имеют поверхностный тонкопористый слой толщиной 0,25-0,5 мкм (назы¬ваемый активным, или селективным), представляющий собой се¬лективный барьер. Компоненты смеси разделяются именно этим слоем, располагаемым со стороны разделяемой смеси. Крупнопо¬ристый слой толщиной примерно 100-200 мкм, находяптинея под активным слоем, является подложкой, повышающей механическую прочность мембраны. Мембраны с анизотропной структурой ха¬рактеризуются высокой удельной производительностью, более медленной закупоркой пор в процессе их эксплуатации. Срок службы этих мембран определяется главным образом химической стойкостью материала мембран в перерабатываемых средах. Для мембран с изотропной структурой характерно быстрое сниже¬ние гпюницаемости вследствие закупорки пор коллоидными или взвешенными частицами, часто содержащимися в разделяемых растворах.