Wychwyt wodoru z gazu ziemnego przy użyciu technologii membranowych

• Autorzy: Janusz-Szymańska Katarzyna , Kotowicz Janusz

Warianty tytułu

EN

Gas separation from natural gas using membrane technology

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W światowej energetyce coraz większe znaczenie mają metody magazynowania energii. Jedną z takich metod magazynowania energii jest produkcja/wydzielanie wodoru i jego dalsze wykorzystanie, zwane technologią Power-to-Gas. W najbliższym czasie, bez wysokosprawnych, niezawodnych i tanich rozwiązań w zakresie magazynowania energii, energetyka, zwłaszcza w Polsce, może stanąć przed znaczącymi problemami związanymi z ochroną klimatu i ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych do atmosfery, jak również przed zwiększeniem wykorzystania odnawialnych źródeł energii. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania technologii membranowej w procesie pozyskiwania wodoru jako paliwa po jego zmagazynowaniu. Technologia separacji membranowej może być wykorzystywana do separacji mieszanin różnych gazów, np. H2, O2, CO, CO2 czy CH4. W pracy przedstawiono wybrane zagadnienia analizy procesu separacji wodoru z mieszaniny z gazem ziemnym w porównaniu do technologii opartej o procesy adsorpcyjne.

EN

Energy storage methods are becoming increasingly important in the global energy industry. One of such methods of energy storage is the production / evolution of hydrogen and its further use, called the Power-to-Gas technology. In the near future, without highly efficient, reliable and cheap energy storage solutions, the energy sector, especially in Poland, may face signif-icant problems related to climate protection and reduction of greenhouse gas emissions to the atmosphere, as well as in-creasing the use of renewable energy sources. The article presents the possibilities of using membrane technology in the process of obtaining hydrogen as fuel after its storage. The membrane separation technology can be used to separate mixtures of various gases, such as H2, O2, CO, CO2 or CH4. The paper presents selected problems of the analysis of the hydrogen separation process from a mixture with natural gas in comparison to the technology based on adsorption processes.

Słowa kluczowe

PL

wodór; separacja membranowa; oczyszczanie gazu

EN

hydrogen; membrane separation; gas purification

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 5
• Strony: 33--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Janusz-Szymańska Katarzyna

• Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej

autor

Kotowicz Janusz

• Katedra Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej

Bibliografia

• [1] Kotowicz J., Węcel D., Jurczyk M.: Analysis of component operation in Power to Gas to Power operation. Applied Energy 216 (2018): 45-59
• [2] Uemiya S.: Brief review of steam reforming using a metal membrane reactor. Top. Catalitic 29 (2004): 79-84
• [3] Adhikari S., Fernando S.: Hydrogen membrane separation techniques. Ind. Eng. Chem. Res. 45 (2006): 875-881
• [4] Al-Mufachi N.A., Rees N.V., Steinberger-Wilkens R.: Hydrogen selective membranes: a review of palladium-based dense metal membranes. Renew. Sustain. Energy Rev. 47(2015): 540-551
• [5] Tańczyk M., Warmuziński K., Jaschik M.: Wydzielanie wodoru z mieszanin gazowych powstałych w procesie wysokotemperaturowej konwersji gazu koksowniczego. Polityka energetyczna 12 (2009): 577-591
• [6] Grainger D., Hagg M.B.: Evaluation of cellulose-derived carbon molecular sieve membranes for hydrogen separation from light hydrocarbons. Journal of Membrane Science 306 (2007): 307-317
• [7] Freeman B.D., Pinnau I.: Gas and liquid separations using membranes: an overview. Chapter in: Pinnau I., Freeman B.D. (Eds.): Adv. Mater. Membr. Sep. American Chemical Society, Washington, DC. Volume 876 of ACS Symposi-um Series (2004): 1-23
• [8] Zornoza B., Casado C., Navajas A.: Advances in hydrogen separation and purification with membrane technology. Chapter in: Gandía L.M., Arzamendi G., Dieguez P.M. (Eds.), Renewable Hydrogen Technology Elsevier, Amsterdam (2013): 245-268
• [9] Davidson J., Thambimuthu K.: Technologies for capture of carbon dioxide. Proceedings of the Seventh Greenhouse Gas Technology Conference (2004), Vancouver, Canada, International Energy Association (IEA), Greenhouse Gas R&D Programme
• [10] Baker W.R.: Membrane Technology and Applications. John Wiley and Sons. Ltd. UK, 2012
• [11] Krishnan G., Steele D., O’Brien K., et al.: Simulation of a Process to Capture CO2 From IGCC Syngas Using a High Temperature PBI Membrane. Energy Procedia 1 (2009): 4079-4088
• [12] Lee D., Zhang L., Oyama S., Niu S., Saraf R.: Synthesis, characterization, and gas permeation properties of a hydrogen permeable silica membrane supported on porous alumina. Journal of Membrane Science 231 (2004): 117-126
• [13] Ibeh B., Gardner C.L., Ternan M.: Separation of hydrogen from a hydrogen/ methane mixture using a PEM fuel cell. Fuel Cells 32 (2007): 908-914
• [14] Liemberger W., Gro M., Miltner M., Harasek M.: Expiremental analysis of membrane and pressure swing adsorption (PSA) for the hydrogen separation from natural gas. Journal of Cleaner Production 167 (2017): 896-907
• [15] Jaschik M., Tańczyk M., Jaschik J., Janusz-Cygan A.: The performance of a hybrid VSA-membrane process for the capture of CO2 from flue gas. Journal of Greenhouse Gas Control 97 (2020): 103037

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).