Основой мембранной технологии разделения газов является мембрана, с помощью которой происходит разделение газов.
Современная газоразделительная мембрана представляет собой полое волокно.
Для технологий мембранного разделения газов применяется современная половолоконная мембрана, состоящая из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем.
Пористое волокно имеет сложную асимметричную структуру, плотность полимера возрастает по мере приближения к внешней поверхности волокна.
Применение пористых подложек с асимметричной структурой позволяет разделять газы при высоких давлениях (до 6,5 MПа).
Толщина газоразделительного слоя волокна не превышает 0,1 мкм, что обеспечивает высокую удельную проницаемость газов через полимерную мембрану.
Существующий уровень развития технологии позволяет производить полимеры, которые обладают высокой селективностью при разделении различных газов, что, соответственно, обеспечивает высокую чистоту газообразных продуктов.
Современный мембранный модуль, используемый для технологии мембранного разделения газов, состоит из сменного мембранного картриджа и корпуса. Плотность упаковки волокон в картридже достигает значений 3000-3500 м2 волокна на 1 м3 картриджа, что позволяет минимизировать размеры газоразделительных установок.
Газоразделительный картридж - схематичный вариант
Корпус модуля имеет 1 патрубок для входа исходной смеси газов и 2 патрубка для выхода разделенных компонентов.
Разделение смеси с помощью мембранной технологии происходит за счет разницы парциальных давлений на внешней и внутренней поверхностях половолоконной мембраны.
Газы, «быстро» проникающие через полимерную мембрану (например H2, CO2, O2, пары воды, высшие углеводороды), поступают внутрь волокон и выходят из мембранного картриджа через один из выходных патрубков.
Газы, «медленно» проникающие через мембрану (например, CO, N2, CH4), выходят из мембранного модуля через второй выходной патрубок.
Принципиальная схема работы мембранной азотной установки
Принципиальная схема работы мембранной кислородной установки
Источник: НПК Грасис
