view in publisher's site

Impact of vacuum operation on hydrogen permeation through a palladium membrane tube

Highlights•Hydrogen separation by a palladium (Pd) membrane with/without vacuum is studied.•Vacuum operation can intensify the H2 permeation rate significantly, especially in gas mixture.•Vacuum operation can effectively attenuate H2 boundary layer and concentration polarization.•Retardation effect of impurities on H2 permeation rate follows the order of CO > CO2 > N2.•Improvement in H2 permeation rate by vacuum operation can be intensified up to 136%.AbstractPalladium (Pd) membranes are characterized by their high permselectivity to hydrogen and easy operation, and are promising devises for separating hydrogen from hydrogen-rich gases. The membranes are normally operated with atmospheric pressure at the permeate side. Instead of this common operation, hydrogen permeation through a Pd membrane under vacuum operation at the permeate side is investigated and compared with that under normal operation. In this study, two membrane operating temperatures (320 and 380 °C), four H2 partial pressure differences (2, 3, 4, and 5 atm) across the membrane, and four feed gases are considered. The results suggest that the vacuum operation can efficiently intensify the H2 permeation rate. The improvement in H2 permeation rate due to the vacuum operation can be increased up to 136%. The positive effect of the vacuum operation is especially pronounced when the gas mixtures are used as the feed gases, stemming from the effective attenuation of the concentration polarization. An increase in membrane temperature raises the H2 permeation rate, but its influence in enhancing the H2 permeation rate with the vacuum operation is not as significant as that without the vacuum one. It is found that the retardation effect of impurities on the mass transfer is always ranked as CO > CO2 > N2, regardless of with/without vacuum operation.

تاثیر عملیات خلا بر عبور هیدروژن از طریق لوله غشا پالادیوم

کاره‌ای مهم جداسازی هیدروژن توسط غشا پالادیوم (Pd)با / بدون خلا بررسی شده‌است. عملیات خلا می‌تواند نرخ تراوش را به طور قابل‌توجهی افزایش دهد، به خصوص در مخلوط گاز. عملیات خلا می‌تواند به طور موثری لایه مرزی و پلاریزاسیون غلظتی را تضعیف کند. اثر ناخالصی ناخالصی بر نرخ نفوذ پذیری، از سفارش CO [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] S [ ۲ ] پیروی می‌کند. بهبود در میزان نفوذ گازها از طریق عملیات خلا را می توان تا ۱۳۶ % افزایش داد. غشاهای AbstractPalladium (Pd)با permselectivity بالای خود به هیدروژن و عملیات آسان توصیف می‌شوند و نوید دهنده برای جدا کردن هیدروژن از گازهای هیدروژن دار هستند. غشا به طور معمول با فشار اتمسفر در سمت permeate عمل می‌کند. به جای این عملیات مشترک، عبور هیدروژن از غشا Pd تحت عملیات خلا در سمت تراوه بررسی شده و با آن تحت عملیات معمولی مقایسه می‌شود. در این مطالعه، دو دمای عملیاتی غشایی (۳۲۰ و ۳۸۰ درجه سانتی گراد)، چهار تفاوت فشار جزیی (۲، ۳، ۴ و ۵ اتمسفر)در سراسر غشا و چهار گاز خوراک در نظر گرفته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که عملیات خلا می‌تواند به طور موثری نرخ نفوذ H۲ را افزایش دهد. بهبود در نرخ تراوش در اثر عملیات خلا را می توان تا ۱۳۶ % افزایش داد. اثر مثبت عملیات خلا به ویژه زمانی مشخص می‌شود که مخلوط‌های گازی به عنوان گازهای خوراک استفاده می‌شوند که ناشی از تضعیف موثر پلاریزاسیون غلظتی است. افزایش دمای غشا، نرخ نفوذ H۲ را افزایش می‌دهد، اما تاثیر آن در افزایش سرعت نفوذ H۲ با عملیات خلا به همان اندازه که بدون خلا وجود دارد قابل‌توجه نیست. مشخص شد که اثر کم ناخالصی‌ها در انتقال جرم همیشه به عنوان CO [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] O [ ۲ ] در نظر گرفته می‌شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.