Mathematical modelling of multicomponent transport in composite all-ceramic membranes containing a zeolitic phase

0315649 - ÚFCH JH 2010 RIV GB eng C - Conference Paper (international conference)
Fíla, V. - Hrabánek, Pavel - Kočiřík, Milan - Navara, V. - Bernauer, B. - Zikánová, Arlette - Jirka, Ivan
Mathematical modelling of multicomponent transport in composite all-ceramic membranes containing a zeolitic phase.
[Matematické modelování vícesložkového transportu v kompositních celokeramických membránách obsahujících zeolitickou fázi.]
Zeolites and Related Materials: Trends, Targets and Challenges. Oxford: Elsevier B.V./Ltd, 2008 - (Gédéon, A.; Massiani, P.; Babonneau, F.), s. 737-740. Studies in surface science and catalysis, Vol. 174. ISBN 978-0-444-53297-8.
[International FEZA Conference /4./. Paris (FR), 01.09.2008-04.09.2008]
R&D Projects: GA AV ČR(CZ) 1QS401250509; GA AV ČR IAA400400625; GA AV ČR KAN400720701; GA AV ČR IAA400400501
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40400503
Keywords : silicalite-1-.alpha.-Al2O3 * membrane * CH4/N2 * DGM
Subject RIV: CF - Physical ; Theoretical Chemistry

The membrane model describes (i) mass transport in macroporous support comprising diffusion in transition region between nudsen and bulk diffusion superimposed on convestive flow and (ii) mass transport in zeolitic phase accompanied by a parallel transport in defects of zeolitic layer. The mass transport in the support is described by Dusty Gas Model (DGM) and that in the zeolitic phase by Generalized Maxwell Stefan (GMS) approach. Parallel transport in defects of zeolitic layer is also described by DGM. Modelling is exemplified on dynamics of a semi-open Wicke-Kallenbach (W-K) cell operated with a flat silicalite-1-.alpha.-Al2O3 membrane using a CH4/N2 mixture. It appeared that measurement of dynamic responses of the semi-open W-K cell represents a rapid and precise method to characterize composite membrane quality.

Model membrány popisuje (i) transport hmoty makropórovitým nosičem zahrnujícím difúzi v přechodné oblasti mezi Knudsenovou a objemovou difúzí superponovanou na konvektivní tok a (ii) přenos hmoty v zeolitické fázi doprovázený paralelním transportem v defektech zeolitické vrstvy. Transport v nosiči je popsán modelem prachového plynu (DGM) a pro transport v zeolitické fázi je použit zobecněný Stefan Maxwellův přístup. Paralelní transport v defektech zeolitické vrstvy je také popsán pomocí DGM. Modelování je demonstrováno na příkladu dynamiky polootevřené Wicke-Kallenbachovy (W-K) cely s plochou membránou typu silikalit-1- .alpha.-alumina za použití směsi CH4/N2. Ukazuje se, že měření dynamických odezev polootevřené W-K cely představuje rychlou a přesnou metodu k charakterizování kvality kompositní membrány.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0165792