ساخت و مشخصه یابی غشاهای توسعه یافته الیاف توخالی پلی سولفون برای نمزدایی جریانات گازی در تماس دهنده غشایی گاز-مایع

در این تحقیق، غشاهای توسعه یافته الیاف توخالی پلی‌سولفون (psf) به روش جداسازی فازی ساخته شده اند. از افزودنی های غیرحلال پلی اتیلن گلایکول (peg) و پلی وینیل پیرولیدن (pvp) جهت افزایش تخلخل غشاها در محلول پلیمری استفاده شده است. غشاهای ریز متخلخل در ماژول های تماس دهنده غشایی گازمایع قرار گرفتند و برای نمزدایی جریان گاز نیتروژن از تری اتیلن گلایکول(teg) استفاده شده است. غشاها با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی(sem)، تست‌های تراوایی نیتروژن، درجه تخلخل کلی، فشار مرطوب شدن و فشار تخریب مشخصه یابی شدند. تصاویر semنشان داد که غشاهای تولید شده با افزودنی های pvp و peg دارای ساختاری بسیار متخلخل با حفره های بند انگشتی بیشتر و نازک تر در مقایسه با غشای ساده می باشند. نتایج تست تراوایی نیتروژن نشان داد متوسط اندازه حفره تقریبا 112 نانومتر و تراوایی کلی gpu 16900 برای غشای توسعه یافته با pvp بدست آمده است. غشای توسعه یافته با pvp دارای درجه تخلخل کلی تقریبی 76% می باشد. غشاهای تولید شده با افزودنی ها به دلیل تشکیل ساختاری با حفره‌های بند انگشتی نازک تر و لایه اسفنجی ضخیم تر دارای فشار تخریب بالاتری نسبت به غشای ساده می باشند. نتایج تست جذب رطوبت نشان داد، در شدت جریان مایع ml/min250، غشای توسعه یافته با pvp دارای بیشترین میزان شار جذب رطوبت (m^3/m^2 s 7^-10× 6.6) می باشد که تقریبا 10% بیشتر از شار غشای ساده و 6.5% بیشتر از شار جذب غشای تولید شده باpegمی باشد.

Fabrication and characterization of developed polysulfone hollow fiber membranes for dehydration of gas streams via gas-liquid membrane contactor

In the present study, developed polysulfone (PSF) hollow fiber membranes were fabricated via a phaseinversion process. In order to enhance the membrane porosity, nonsolvent additives such as polyvinylpyrrolidone (PVP) and poly ethyleneglycol (PEG) were introduced into the polymer solutions. The prepared membranes were used in the membrane contactor modules for dehydration of nitrogen gas stream by triethylene glycol (TEG). The membranes were characterized in terms of scanning electron microscopy (SEM), nitrogen permeation, overall porosity, collapsing pressure and wetting pressure. From SEM analysis, the membranes prepared by PVP and PEG presented a porous structure with smaller fingerlike cavities compared to the plain membrane. Results of gas permeation test showed that the developed PSFPVP membrane had mean pore size of 112 nm and N2 permeance of 16900 GPU. Due to open structure of the PSFPVP membrane, a good overall porosity of about 76% was obtained. The prepared membranes by PVP and PEG showed higher collapsing pressure due to the formation of smaller fingerlikes and a thicker spongy sublayer. From dehydration test at liquid flow rate of 250 ml/min, the maximum vapor absorption flux of 6.6×107 m3/m2 s was achieved for the PSFPVP membrane which was about 10% and 6.5% higher than the flux of the plain membrane and PSFPEG membrane, respectively.