Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania możliwości zmian składu mieszanek metanowo-wodorowych na membranach

Janocha Andrzej, Jakubowicz Piotr

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 12

786--795

PL

W związku z poszukiwaniem źródeł energii alternatywnych do gazu ziemnego można przyjąć, że w najbliższych latach pojawią się odcinki gazociągów, którymi transportowana będzie mieszanka gazu ziemnego z wodorem (HCNG). Gaz ten lokalnie może być częściowo stosowany jako paliwo do silników spalinowych, np. w pojazdach samochodowych. Wykorzystanie paliw alternatywnych, w tym także wodoru i jego mieszanin z gazem ziemnym, jest widocznym trendem szczególnie w zasilaniu pojazdów komunikacji miejskiej. W artykule opisano paliwo CNG (sprężony gaz ziemny) stosowane już w pojazdach spalinowych w Polsce oraz dokonano analizy opisu nowego paliwa gazowego HCNG (sprężone mieszanki wodoru i gazu ziemnego). Paliwo HCNG całkowicie eliminuje z produktów spalania sadze i cząstki stałe oraz obniża emisję CO2, CO i NOx. W artykule podjęto badania zmian zawartości wodoru w mieszankach z metanem z wykorzystaniem technologii membranowej. Omówiono właściwości membran do separacji gazów i opracowano projekt instalacji. Utworzono stanowisko badawcze membranowego rozdziału mieszanki wodoru z gazem ziemnym, na którym przeprowadzono badania zależności przepływu mieszaniny 15% wodoru w metanie przez moduł z kapilarnymi membranami poliimidowymi. Gaz wpływał do modułu do przestrzeni międzykapilarnej w układzie przeciwprądowym. Przeprowadzono serie testów separacji wodoru i metanu w funkcji ciśnień i wydajności uzyskiwanych produktów. Dla ciśnienia wlotowego 60 bar i ciśnienia permeatu na poziomie 1 bar i 4 bar określano składy permeatu i retentatu. Uzyskano bardzo wyraźny rozdział składników gazowych (H2 i CH4) w poszczególnych produktach. Zawartość wodoru z 15% w gazie wlotowym – wzrasta kilkukrotnie w strumieniu permeatu i obniża się w wysokociśnieniowym strumieniu retentatu. Wyniki niniejszej pracy mogą służyć do opracowania wytycznych do projektu uniwersalnego punktu (stacji) tankowania HCNG (lub innych zastosowań) o dowolnie wymaganej zawartości H2 w metanie w zakresie od 2% do 70% wodoru.

EN

It can be assumed that in the coming years there will be sections of gas pipelines where blends of natural gas and hydrogen (HCNG) will be transported. This gas can be partially used locally as a fuel for internal combustion engines, e.g. motor vehicles. The use of alternative drives, including those powered by hydrogen and its blends with natural gas, is a visible trend, especially in public transport vehicles. The already used CNG fuel (compressed natural gas) in vehicles in Poland was described and the description of the new HCNG gas fuel (compressed hydrogen and natural gas mixtures – hytane) was analyzed. The fuel (HCNG) completely eliminates soot and particulate matter from combustion products and lowers CO2, CO and NOx emissions. In this article, studies of changes in the content with the use of membrane technology were made. Gas separation membranes are discussed and a plant design has been developed. A test stand for the membrane separation of a mixture of hydrogen and natural gas was established. The research was carried out on the dependence of the flow of a mixture of 15% hydrogen in methane through a module with capillary polyimide membranes. The gas flowed into the module into the intercapillary space in a countercurrent system. A series of tests on the separation of hydrogen and methane as a function of pressure and efficiency of the obtained products was carried out. The permeate and retentate compositions were determined for an inlet pressure of 60 bar and a permeate pressure of 4 bar and 1 bar. A very clear separation of gaseous components (H2 and CH4) in individual products was obtained. The hydrogen content of 15% in the feed gas increases several fold in the permeate stream and decreases in the high pressure retentate stream. The results of this work can be used to develop guidelines for the design of a universal HCNG refuelling point (station) (or other applications) with any required H2 content in methane in the range from 2 to 70% hydrogen.

2

Separacja siarkowodoru z gazu ziemnego w kaskadowych układach technologii membranowej

Janocha Andrzej

Nafta-Gaz

|

2020

|

R. 76, nr 12

935--943

PL

W nowych warunkach ekonomicznych eksploatacja zasiarczonych złóż gazowych i ropno-gazowych obniża zyski przy stosowaniu dotychczasowych konwencjonalnych procesów przygotowania gazu do transportu. Użycie taniej jednostki membranowej jako wstępnej technologii przed klasycznym, dość energochłonnym procesem absorpcji aminowej (hybrydyzacja) może znacząco obniżyć koszty usuwania składników kwaśnych z gazu ziemnego. Artykuł jest kontynuacją poprzednich publikacji autora związanych z badaniami separacji kilku mieszanek CH4–H2S. Testy rozdziału składników gazowych prowadzono na modułach z membranami poliimidowymi w szerokim zakresie ciśnień. Rozszerzono zakres wykonywanych testów separacji do stężeń rzędu 22% H2S w mieszance gazowej. Na podstawie wyników eksperymentalnych uzyskano dane do symulacji i prognoz niezbędnych do oceny i porównań dwumodułowych układów kaskadowych. Określono wpływ ciśnienia gazu przepływającego przez membranę filtratu (permeatu) na efekty separacji. Podwyższanie ciśnienia strumienia permeatu obniża w nim koncentrację siarkowodoru oraz podwyższa straty metanu. Stwierdzono, że stosunek ciśnień gazu wlotowego do ciśnienia permeatu ma większe znaczenie niż różnica tych ciśnień. Jednostopniowe układy membranowe są wystarczające dla gazu zawierającego powyżej 12% H2S, natomiast dla gazów mniej zasiarczonych sugerowany jest dwustopniowy układ kaskadowy. W przypadku niskich stężeń H2S w gazie straty metanu w układzie jednostopniowym są zbyt wysokie. W artykule porównano dwa warianty dwumodułowych kaskadowych układów membranowych. Przedstawiono wyniki porównawcze obliczeń symulacyjnych zawartości siarkowodoru dla gazu wlotowego o stężeniu 7,73% dla obu układów ze sprężarką przed i po drugim stopniu separacji. Obliczenia wykazały, że w przypadku wariantu z kompresorem przed drugim modułem – stężenia H2S w strumieniach produktowych są korzystniejsze. Dla obu układów obliczono wskaźniki stopnia usunięcia siarkowodoru z gazu wlotowego. Rozważono wpływ składu permeatu na zjawiska fazowe związane z jego skropleniem i sprężaniem celem zatłoczenia do złoża wspólnie z gazem kwaśnym z części aminowej instalacji hybrydowej.

EN

Under the new economic conditions, the exploitation of sour gas deposits reduces profits when using the conventional processes used to prepare gas for transport. Adding an inexpensive membrane unit as a preliminary technology before the classic quite energyconsuming amine absorption process (hybridization) can significantly reduce the cost of removing acidic components from natural gas. The article is a continuation of the author’s previous publications related to the research on the separation of several CH4–H2S mixtures. Gaseous separation tests were carried out on modules with polyimide membranes in a wide range of pressures. The scope of the conducted separation tests was extended to concentrations of 22% H2S in the gas mixture. Based on the experimental results, data for simulations and forecasts necessary for the evaluation and comparison of two-module cascade systems were obtained. The influence of the pressure of the gas flowing through the membrane (permeate) on the separation effects was determined. Increasing the pressure of the permeate flux reduces the concentration of hydrogen sulphide in it and increases the loss of methane. It was found that the ratio of the inlet gas pressure to the permeate pressure is of greater importance than the pressure difference. Single-stage membrane systems are sufficient for gas containing more than 12% H2S, for less sulfurized gases a two-stage cascade system is suggested. In the case of low concentrations of H2S in the gas, the methane losses in the one-stage system are too high. The article compares two variants of two-module cascade membrane systems. The paper presents comparative results of hydrogen sulphide content in simulation calculations for inlet gas with a concentration of 7.73% for both systems with a compressor before and after the second separation stage. The calculations showed that for the variant with the compressor before the second modulus, the H2S concentrations in the product streams are more favourable. H2S removal rates from the inlet gas were calculated for both systems. The influence of the permeate composition on the phase phenomena related to their condensation and compression for injection into the bed together with the acid gas from the amine part of the hybrid installation was considered.

3

Badania separacji siarkowodoru z gazu zasiarczonego przy różnych konfiguracjach modułów membranowych

Janocha Andrzej

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 4

222--229

PL

W artykule zawarto studium przypadku zastosowania dwustopniowych układów membranowych w technologii separacji siarkowodoru z gazu. Zaprojektowano laboratoryjną instalację ciśnieniową, dostosowując ją do prowadzenia testów z dwoma modułami membranowym. Testy wykonano na mieszance wzorcowej o stężeniu 7,73% H2S w metanie przy różnych stosunkach przepływu permeatu do nadawy dla różnych konfiguracji modułów membranowych. Testy prowadzono w układzie jednomodułowym i w układach dwumodułowych w konfiguracji szeregowej i kaskadowej. Przedstawiono równania bilansowe charakteryzujące poszczególne układy modułowe. Obliczono i zbilansowano stężenia i przepływy strumieni pośrednich oraz produktowych w zależności od przepływu i współczynnika podziału. Stwierdzono, że moduły różnią się przepuszczalnością i selektywnością. Symulowano zawracanie sprężonych części strumieni produktowych o stężeniu równym nadawie w warunkach pomiarowych badanych modułów dla układu szeregowego i kaskadowego. W konfiguracji szeregowej dla ciśnienia 60 bar współczynniki podziału wynosiły odpowiednio: Ѳ1 = 0,15; Ѳ2 = 0,52. W konfiguracji kaskadowej ciśnienia wlotowe na moduły wynosiły 76 bar i 16 bar, a współczynnik podziału Ѳ1 = 0,11; Ѳ2 = 0,37. Stopień usunięcia H2S ze strumienia gazu wlotowego w układzie szeregowym jest wyższy (74%) niż w układzie kaskadowym (25%). Straty metanu w układzie szeregowym wynoszą 23% i są znacznie wyższe niż w układzie kaskadowym, w którym ubytek metanu wynosił 2,2%. Wypracowana metoda symulacji i prognoz na podstawie testów eksperymentalnych na membranach mieszanin CH4 – H2S umożliwi uzyskanie danych niezbędnych do praktycznego zastosowania technologii membranowej, w tym w hybrydowych procesach odsiarczania gazu ziemnego. Praca wykazała możliwość wykorzystania technologii membranowej do odsiarczania gazu ziemnego. Wyniki testów wykazały możliwość znaczących zmian w składach strumieni produktowych w prowadzonym procesie separacji membranowej.

EN

The article contains a case study of the use of two-stage membrane systems in the technology of hydrogen sulphide separation from gas. A laboratory pressure system was designed to be used for testing with two membrane modules. The tests were carried out on a standard mixture with a concentration of 7.73% H2S in methane, at different permeate flow rates for feed for various membrane modules configurations. The tests were carried out in a one-module system and in two-module systems in a serial and cascade configuration. The concentrations and flows of intermediate and product streams were calculated and balanced, depending on the flow and stage cut. It was found, that the modules differ in their permeability and selectivity. The recycle of compressed parts of product streams at a concentration equal to the feed in the measurement conditions of the tested modules for the serial and cascade systems was simulated. Balance equations characteristic for individual modular systems were presented. Concentrations and flows of streams (intermediate and products) were calculated and balanced depending on the flow and partition coefficient. It was found that the tested modules displayed differences in their permeability and selectivity. The recycle of compressed parts of product streams at a concentration equal to the feed were simulated. Simulations were done for the measurement conditions of the tested modules and for the serial and cascade systems. In the serial configuration, for 60 bar inlet pressure, the value of partition coefficients Ѳ1 and Ѳ2 were 0.15 and 0.52 respectively. In the cascade configuration (inlet pressure for module 1st was 76 bar and for 2nd 16 bar) the partition coefficients were equal Ѳ1 = 0.11, Ѳ2 = 0.37. The degree of H2S removal from the feed gas stream in the serial system was higher (74%) than in the cascade system (25%). Methane loss in the serial system was 23%, and it was much higher than in the cascade system (2.2%). The developed method of simulations and forecasts based on experimental tests on CH4 – H2S mixtures membranes will enable obtaining data necessary for the practical application of membrane technology, including hybrid processes of natural gas desulfurization. The work showed the possibility of using membrane technology for natural gas desulfurization. The test results showed the possibility of significant changes in the composition of product streams the membrane separation process.

4

Studies reducing the H2S from natural gas of using polyimide membrane

Janocha A., Wojtowicz K.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 7

511--517

EN

A laboratory pressure system with a membrane module was set up allowing to perform flow measurements and separation of gases and vapors. At the membrane polyimide module permeability test was conducted four mixes CH4–H2S concentrations ranging from 0.28% to 17.9% H2S, with different ratios of the permeate flow to the retentate inlet pressures in the range of 10÷96 bar. It has been found that with increasing H2S content in the inlet gas, methane losses decrease. Tests were carried out for different inlet gas flows at breakdown coefficients in the range of 0.08÷0.45.The study was conducted in a high pressure, aggressive environment for highly toxic gases. The article shows the possibility of changing the composition of product streams in the conducted membrane separation process. Three times the hydrogen sulfide content in the permeate was increased. The degree of H2S removal from the inlet gas was up to 90%. It has been found that membrane techniques can be successfully used in the preliminary stage of the natural gas sweetening process.

PL

Zestawiono laboratoryjną instalację ciśnieniową z modułem membranowym pozwalającą wykonywać pomiary przepływu i separacji gazów i par. Na module z membranami poliimidowymi przeprowadzono badania przepuszczalności czterech mieszanek CH4–H2S o stężeniach od 0,28 % do 17,9% H2S, przy różnych stosunkach przepływu permeatu do retentatu dla ciśnień wlotowych w zakresie 10÷96 bar. Stwierdzono, że ze wzrostem zawartości H2S w gazie wlotowym, maleją straty metanu. Testy prowadzone były dla różnych przepływów gazu wlotowego przy współczynnikach podziału na strumienie w zakresie 0,08÷0,45. Badania prowadzono w wysokociśnieniowym, agresywnym środowisku dla gazów wysokotoksycznych. W artykule wykazano możliwość zmiany składu strumieni produktowych w prowadzonym procesie separacji membranowej. Uzyskano trzykrotny wzrost zawartości siarkowodoru w permeacie. Stopień usunięcia H2S z gazu wlotowego dochodził do 90%. Stwierdzono, że techniki membranowe mogą z powodzeniem być zastosowane we wstępnym etapie procesu odsiarczania gazu ziemnego.

5

Wydzielanie ditlenku węgla ze spalin energetycznych w komercyjnych modułach membranowych z włóknami pustymi

Janusz-Cygan A., Jaschik M., Tańczyk M., Warmuziński K., Wojdyła A., Pawełczyk R.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 9

1833--1837

PL

Przeprowadzono badania rozdzielania mieszanin CO2/N2 (10%, 40% i 70% CO2 w N2) w trzech komercyjnych modułach membranowych. Badania wykazały przydatność tych modułów do wydzielania CO2 ze spalin energetycznych. Przedstawiono również wyniki obliczeń procesu wydzielania CO2 z mieszanin dwuskładnikowych (CO2/N2). Wykorzystany model matematyczny został pozytywnie zweryfikowany w wyniku badań doświadczalnych procesu. Opisany i zastosowany model może być używany zarówno do projektowych, jak i optymalizacyjnych obliczeń układów do rozdzielania mieszanin gazowych w przetestowanych modułach.

EN

Three com. membrane modules were used for sepn. of CO2/N2 mixts. (10, 40 and 70 vol. % CO2 in N2, gas flow rate 0.05 kmol/h and feed pressure 1.2–7.5 bar). The modified polyimide-based membrane gave the highest efficiency of CO2 recovery. The process was also simulated by using a math. model verified on exptl. data. The model can be used for both process design and optimization.

6

Badania obniżania zawartości CO2 w gazie ziemnym przy użyciu membrany poliimidowej

Janocha A.

Nafta-Gaz

|

2016

|

R. 72, nr 3

186--191

PL

Na laboratoryjnej instalacji z modułową kapilarną membraną poliimidową (hollow fiber) przebadane zostały przepływy metanu, azotu, helu i dwutlenku węgla oraz trzy różne mieszanki gazowe, w zależności od ciśnienia. W artykule wykazano możliwość zastosowania membran poliimidowych do obniżania zawartości dwutlenku węgla w gazie ziemnym.

EN

At a laboratory installation with a modular hollow fiber polyimide membrane were tested flows of methane, nitrogen, helium, carbon dioxide and three different gas mixtures, depending on the pressure. The article shows the possibility of using polyimide membranes to reduce carbon dioxide in natural gas.

7

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część I

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 1 (15)

22-29

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację, jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

8

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część II

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 2 (16)

24-38

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację, jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

9

Separacja membranowa w inżynierii środowiska : podstawy procesów. Cz. V

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 5 (19)

24-28

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację ,jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekle i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

10

Separacja membranowa w inżynierii środowiska : Podstawy procesów. Część III

Bodzek M.

Technologia Wody

|

2012

|

Nr 3 (17)

23-25

PL

W pracy zawarto podstawy teoretyczne procesów separacji membranowej, które znajdują coraz szersze zastosowanie w inżynierii środowiska, w szczególności w technologii wody i ścieków oraz w oczyszczaniu gazów paliwowych i odlotowych. Przedstawiono opis rodzajów i własności membran i procesów membranach, a także zjawiska polaryzacji stężeniowej i foulingu membran. Zaprezentowano ciśnieniowe procesy membranowe (mikro- i ultrafiltrację oraz nanofiltrację i odwróconą osmozę), procesy membranowe z wykorzystaniem membran jonowymiennych (elektrodializę, elektrodejonizację, elektro-elektrodializę membranową oraz dializę dyfuzyjną i dializę Donnana), dyfuzyjne techniki membranowe, a więc separację gazów/par i perwaporację ,jak również kontaktory membranowe (destylację membranową, membrany ciekłe i absorpcje membranową).

EN

The publication includes theoretical background of separation membrane processes, which have increasingly wider application in environmental engineering, particularly in the water and wastewater treatment and in cleaning of the gas-fuels and waste gases. It has been presented the types and properties of membranes and membrane processes, as well as the phenomenon of concentration polarization and membrane fouling. Backgrounds of pressure-driven membrane processes (micro- and ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis), membrane processes using ion-exchange membranes (electrodialysis, electrodeionization, electroelectrodialysis as well as diffusive dialysis and Donnan dialysis), diffusive membrane techniques i.e. membrane gas/vapor separation and pervaporation as well as membrane contactors (membrane distillation, liquid membranes and membrane absorption), have been described.

11

Wzbogacanie biogazu w metan w kaskadzie modułów membranowych

Chmielewski A. G., Harasimowicz M., Palige J., Urbaniak A., Roubinek O., Wawryniuk K., Zalewski M.

Instal

|

2012

|

nr 7/8

33-34

PL

W ramach projektu Mobilna Instalacja Membranowa (MIM) do wzbogacania biogazu w metan Instytut Chemii i Techniki Jądrowej (ICHTJ) przystąpił do opracowania mobilnej instalacji membranowej. Celem projektu jest zastosowanie techniki membranowej przy otrzymywaniu biopaliw poprzez wzbogacanie biogazu pochodzącego z różnych technologii wytwarzania. W celu wzbogacenia biogazu w metan, przeprowadzono badania laboratoryjne separacji CO2 z biogazu z wykorzystaniem modułów membranowych z poliimidu. W przeprowadzonych badaniach z zastosowaniem pojedynczego modułu uzyskano wzbogacenie biogazu w CH4 na wypływie z instalacji do ok. 85% obj., a przy zastosowaniu kaskady modułów membranowych wzbogacenie biogazu w metan wynosiło ok. 90% obj. W oparciu o uzyskane dane sformułowano założenia projektowe ćwierć-technicznej mobilnej instalacji do wzbogacania biogazu w metan.

EN

The biogas upgrading was investigated to the enrichment of biogas in methane using a cascade of membrane modules. In studies with single membrane modules, was obtained biogas enrichment in CH4 to about 85% vol. In study with cascade membrane modules, was obtained biogas enrichment in CH4 to about 90% vol. Based on the data from the study was formulated guidelines for design a quarter technical scale membrane cascade to enrichment of biogas in methane.

12

Zaawansowane techniki membranowe - teoria i praktyka

Konieczny K., Bodzek M.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2001

|

T. 4, nr 3-4

413-457

PL

Przedstawiono kompendium wiedzy na temat zasadniczych problemów dotyczących membran syntetycznych i technik membranowych, ze szczególnym uwzględnieniem technik membranowych, których siłą napędową jest różnica ciśnień po obu stronach membrany. Omówiono przede wszystkim: klasyfikacje procesów membranowych i membran, ciśnieniowe techniki membranowe, zjawiska polaryzacji stężeniowej i "foulingu" membran, metody zapobiegania zmniejszaniu wydajności membrany, moduły membranowe, projektowanie systemów membranowych oraz zastosowanie technik membranowych w ochronie środowiska. Ze względu na zmieniające się podejście co do koncepcji uzdatniania wód do celów konsumpcyjnych, przede wszystkim wzrastające wymagania odnośnie do jakości wody do picia, technologie membranowe są obecnie brane pod uwagę jako procesy alternatywne w uzdatnianiu wody. W tej dziedzinie stosuje się je najczęściej do odsalania i zmiękczania wody oraz uzdatniania wody do picia i na potrzeby gospodarcze. W regionach silnie uprzemysłowionych powstają ścieki zawierające znaczne ilości substancji pochodzenia przemysłowego, które charakteryzują się nierównomiernością stężenia oraz różnorodnością zawartych zanieczyszczeń. Ich oczyszczanie wymaga szeregu wzajemnie uzupełniających się technologii, które pozwalają na ponowne wykorzystanie oczyszczonej wody (ścieków) do celów komunalnych lub przemysłowych, a równocześnie na odzysk substancji wartościowych zawartych w ściekach. Przykładami są tutaj ścieki emulsyjne, pochodzące z przemysłu tekstylnego, celulozowo-papierniczego i rolno--spożywczego oraz odcieki z wysypisk odpadów starych.

EN

Membrane separations have been in use for a variety of commercial applications: in environmental protection, water and wastewater treatment, gas separation, food and pharmaceutical industries, medical applications, etc. Every day thousands tons of food, blood serum, millions tons of wastewater and water, are treated with membranes. Some membrane processes are reasonable well understood and have been commercialized for some period of time. Other membrane processes have only recently been employed in commercial applications, and still other processes are only in formative research stages. The article gives a comprehensive compendium of the basic problems in the field of synthetic membranes and membrane techniques, especially pressure driven membrane processes. The following topics are covered: classification of membrane processes and membranes, membrane modules and designing membrane systems, reasons and results of flux decrease and methods to preventing this phenomenon as well as the main applications of membrane processes. Three basic types of membranes can be distinguished based on structure and separation principles: porous membranes, nonporous membranes and liquid membranes. Pressure driven membrane processes (microfiltration, ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis) are most important because they have the greatest industrial applications. Because of driving force, i.e. the applied pressure, the solvent and some molecules permeate through membrane, whereas other molecules or particles are rejected. As we go from microfilfiltration through ultrafiltration to hyperflltration, the size (molecular weight) of the particles or molecules separated diminishes and consequently the pore size in the membrane must become smaller. An important factor, which determines the application of membranes, is to recognize the reasons for the drop of permeate flux in the function of time, and to describe them with relatively simple mathematical relations. The phenomena, that limited the mass transfer during the realization of membrane processes, are concentration polarization and fouling. They take place simultaneously and their effects impose on each other. Concentration polarization is the steady-state process, which leads to stabilization of flux. The result of fouling is, in the contrary, continuously drop of permeate flux. Membrane processes are applied in environmental protection. Due to changes in the approach to water treatment for consumption purposes and the growing requirements imposed on the quality of potable water, membrane technologies are currently viewed as alternative processes in water treatment operations. The treatment of industrial wastewaters necessitates application of a number of complementary technologies which would ensure the removal of impurities to such a degree that the treated water (wastewater) could be used again for municipal or industrial purposes, with simultaneous recovery of valuable substances present in these wastewaters. Desalination of sea, brackish and mine water, softening of natural water and treatment for drinking water purpose as well as the removal of nitrates and volatile organics by membrane techniques, are the examples of application of membranes in water treatment. As examples for wastewater treatment, emulsion wastewater, wastewater coming from textile, pulp and paper and agro-food industries have been noted. Also treatment of landfill leachate, removal of metals and utilization of membrane bioreactors to organics wastewater treatment were mentioned.