Zastosowanie separacji membranowej do zatężania metanu pochodzącego z powietrza wentylacyjnego kopalń

• Autorzy: Jaschik M. , Tańczyk M. , Wojdyła A. , Janusz-Cygan A. , Warmuziński K. , Sołtys E.

Warianty tytułu

EN

The enrichment of ventilation air methane by membrane separation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było określenie możliwości zatężania metanu pochodzącego z powietrza wentylacyjnego kopalń w komercyjnych modułach membranowych firmy UBE. Przeprowadzono badania doświadczalne procesu separacji mieszaniny zawierającej 0,3% obj. metanu w azocie zarówno w instalacji jednostopniowej, jak i wielostopniowej. Dokonano doświadczalnej weryfikacji opracowanego modelu matematycznego procesu separacji membranowej. Stwierdzono, że uzyskanie dwukrotnego zatężania metanu wymaga zastosowania kaskady modułów membranowych pracującej pod dużymi ciśnieniami, sięgającymi 7 bar(a). Opracowany model matematyczny może służyć do obliczeń projektowych i optymalizacyjnych procesu membranowego zatężania metanu pochodzącego z powietrza wentylacyjnego.

EN

The basic aim of this study was to analyze the possibility of using commercial membrane modules in the recovery of methane from ventilation air. Experimental investigations concerning the separation of gaseous mixture containing 0.3 vol.% of methane in nitrogen were carried out. However, no satisfactory increase in methane concentration was observed in the product in a single-step installation. Therefore, a multi-step membrane system was proposed with UMS-A5 module. It was found that the developed mathematical model can be used for design calculations and optimization in the enrichment of lean methane-nitrogen mixtures.

Słowa kluczowe

PL

separacja membranowa; komercyjne moduły membranowe; metan z powietrza wentylacyjnego kopalń (VAM)

EN

membrane separation; commercial membrane modules; ventilation air methane (VAM)

• Wydawca: Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 21
• Strony: 5--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jaschik M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Tańczyk M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Wojdyła A.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Janusz-Cygan A.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Warmuziński K.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Sołtys E.

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, Gliwice, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Jureczka J., 2017. Kopalnie wegla kamiennego i… metanu? Doświadczenia ze szczelinowania pokładów wegla. II Konferencja techniczna METAN KOPALNIANY Szanse i Zagrożenia, 08.02.2017 r. Katowice, www.pgi.gov.pl https://www.pgi.gov.pl/docman/aktualnosci-2017/4595- metan-kopalniany-janusz-jureczka/file.html, dostep: 20.09.2017 r.
• [2] Gosiewski K., Pawlaczyk A., Jaschik M., 2011. Spalanie metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń w termicznym reaktorze rewersyjnym. Przem. Chem., 90/10, 1917-1923.
• [3] Nawrat S., Gatnar K., 2008. Ocena stanu i możliwości utylizacji metanu z powietrza wentylacyj nego podziemnych kopalń węgla kamiennego. Polityka Energetyczna, 11 (Zeszyt 2), 69-83, https://min-pan.krakow.pl/Wydawnictwa/PE112/08-nawrat-gatnar.pdf.
• [4] Gosiewski K., Pawlaczyk A., 2014. Catalytic or thermal reversed flow combustion of coal mine ventilation air methane: What is better choice and when? Chem. Eng. J., 238, 78-85. DOI: 10.1016/j.cej.2013.07.039.
• [5] Kucharczyk B., Tylus W., 2010. Usuwanie metanu z powietrza wentylacyjnego kopalń przez utlenianie na monolitycznych katalizatorach palladowych. Przem. Chem., 89/4, 448-452.
• [6] Stasińska B., 2009. Ograniczenie emisji metanu z kopalń węglowych poprzez katalityczne oczyszczanie powietrza wentylacyjnego. Polityka Energetyczna, 12 (Zeszyt 2/1), 123-132, https://min-pan.krakow.pl/Wydawnictwa/PE122/08-stasinska.pdf.
• [7] Kowalik S., Gajdowska M., 2010. Utylizacja metanu z kopalń węgla kamiennego redukcja zagro- żeń dla środowiska naturalnego. Górnictwo i Geologia, 5 (Zeszyt 2), 105-113, http://www.polsl.pl/Wydzialy/RG/Wydawnictwa/Documents/kwartal/5_2_10.pdf.
• [8] Poshusta J., Tuan V., Pape E., Noble R., Falconer J., 2000. Separation of light gas mixtures using SAPO-34 membrane. AIChE Journal, 46, 779-789. DOI: 10.1002/aic.690460412.
• [9] Warmuziński K., Jaschik M., Tańczyk M., Wojdyła A., Janusz-Cygan A., Sołtys E., 2016. Bada- nia procesu rozdziału mieszaniny metan – azot w komercyjnych modułach membranowych, Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, 20, 117-125, http://www.iich.gliwice.pl/download/prace-naukowe/Zeszyt-20-2016.pdf.
• [10] Tańczyk M., Warmuziński K., Janusz-Cygan A., Jaschik M., 2011. Investigation of membrane performance in the separation of carbon dioxide. Chem. Process Eng., 32, (4), 291-298. DOI: 10.2478/v10176-011-0023-5.