Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

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

100%

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

|

tom 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.

2

Określenie możliwości wykorzystania membran poliimidowych do wzbogacenia gazu ziemnego w składniki węglowodorowe

100%

Janocha A. , Jakubowicz P. , Steliga T.

|

2024

|

tom R. 80, nr 3

159--166

PL

Znaczna część gazu ziemnego w Polsce jest zaazotowana oraz zawiera dwutlenek węgla, co niejednokrotnie rodzi problemy z jego zagospodarowaniem. Tymczasem nawet niewielkie zmniejszenie zawartości azotu i CO2 w gazie wpływa na zwiększenie jego wartości energetycznych jako produktu handlowego. Celem pracy było zbadanie możliwości usunięcia części niepalnych składników z gazu ziemnego i gazu towarzyszącego wydobywanej ropie naftowej. Wiąże się to z jednoczesnym podwyższeniem ich jakości i kaloryczności. Można to uzyskać z wykorzystaniem separacyjnej technologii membranowej zastosowanej w najkorzystniejszych warunkach prowadzenia takiego procesu. Otrzymywany w ten sposób główny wysokociśnieniowy strumień gazu wzbogaconego (np. około 85% obj. strumienia gazu surowego) stanowiłby produkt handlowy. Niskociśnieniowy strumień gazu zubożonego (pozostałe 15% obj.) można wykorzystać na potrzeby własne kopalni gazu ziemnego. W ramach pracy dokonano przeglądu literatury w zakresie charakterystyki gazu ziemnego oraz separacji składników na membranach. Opracowano projekt instalacji, dobrano i skalibrowano przyrządy pomiarowe oraz utworzono stanowisko badawcze membranowego rozdziału gazów z wykorzystaniem membran poliimidowych. Wytworzono mieszanki gazowe na bazie rzeczywistego gazu ziemnego, które zawierały od 7% do 90% azotu oraz od 0,2% do 6% dwutlenku węgla. Przeprowadzono testy ich separacji na membranach w tanim jednostopniowym układzie pod kątem wydzielenia z gazu ziemnego części dwutlenku węgla i azotu. Badania na membranach były prowadzone w funkcji współczynnika podziału związanego ściśle ze stosunkiem ilości wysokociśnieniowego strumienia gazu wzbogaconego do gazu wlotowego. W artykule dokonano również porównania zmian wartości energetycznej (liczby Wobbego i wartości opałowej) uzyskiwanych produktów w stosunku do surowego gazu wlotowego. Badania usuwania dwutlenku węgla z gazu mogą mieć istotne znaczenie, gdyby doszło do znacznego wzrostu ilości tego składnika w strefie gazowej złoża podczas procesów intensyfikacyjnych.

EN

A significant part of natural gas in Poland is nitrogen-rich and contains carbon dioxide, which often causes problems with its management. Meanwhile, even a slight reduction in the nitrogen and CO2 content of gas increases its energy value as a commercial product. The aim of the work was to investigate the possibility of removing some of the non-flammable components from natural gas and gas accompanying extracted crude oil. This involves a simultaneous increase in their quality and calorific value. This can be achieved using separation membrane technology and determining the most favorable conditions for conducting such a process. The main high-pressure enriched gas stream thus obtained (e.g. approximately 85 vol.% of the raw gas stream) would constitute a commercial product. The low-pressure stream of lean gas (the remaining 15% by volume) can be used for the needs of the natural gas mine. The study included a review of the literature on the characteristics of natural gas and the separation of components on membranes. An installation design was developed, measuring instruments were selected and calibrated, and a polyimide membrane gas separation research station was created. Gas mixtures based on real natural gas were produced, with nitrogen content ranging from 7 to 90% and carbon dioxide content ranging from 0.2 to 6%. Tests of their separation were carried out on membranes in a low-cost, single-stage system in order to separate some of the carbon dioxide and nitrogen from natural gas. Tests on the membranes were carried out as a function of the partition coefficient (stage cut) closely related to the ratio of the amount of high-pressure enriched gas stream to the inlet gas. The article also compares changes in the energy value (Wobbe number and calorific value) of the obtained products in relation to the raw inlet gas. Research on the removal of carbon dioxide from gas may be important if there was a significant increase in this component in the gas zone of the deposit during intensification processes.

3

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część II

84%

Bodzek M.

|

tom 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.

4

Separacja membranowa w inżynierii środowiska Podstawy procesów. Część I

84%

Bodzek M.

|

tom 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.

5

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

84%

Bodzek M.

|

tom 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.

6

Badania separacji siarkowodoru z gazu zasiarczonego przy różnych konfiguracjach modułów membranowych

84%

Janocha A.

Nafta-Gaz

|

2019

|

tom 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.

7

Separacja membranowa w inżynierii środowiska : Podstawy procesów. Część III

84%

Bodzek M.

|

tom 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.

8

Badania możliwości zmian składu mieszanek metanowo-wodorowych na membranach

67%

Janocha A. , Jakubowicz P.

Nafta-Gaz

|

2023

|

tom 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.