Учёные Российский химико-технологический университет им. Д. Менделеева разработали новый полимерный материал для выделения водорода из газовых смесей. Работа велась в рамках научной программы Национальный центр физики и математики.
Речь идёт о мембране в виде полого волокна, предназначенной для промышленного применения. Материал создан на основе сополимерного полиэфиримида МАБ 90/10. Исследования шли по двум направлениям: синтез нового полимера и разработка технологии формования мембраны, способной эффективно отделять водород от примесей.
Сравнение с импортными материалами
Испытания показали, что отечественный мембранный полимер по эффективности разделения смеси водорода и азота сопоставим с промышленным импортным материалом Ultem 1000. При этом проницаемость по водороду оказалась выше в 2,5–2,8 раза.
Мембранные полимеры обладают избирательной проницаемостью: они пропускают одни компоненты смеси и задерживают другие. Это делает их удобным инструментом для очистки газов в непрерывных технологических процессах.
Сегодня основной способ получения промышленного водорода — паровая конверсия метана. В результате образуется смесь водорода, углекислого и угарного газов, а также остаточного метана. Мембранное разделение считается одним из наиболее рациональных способов выделения чистого водорода из такого состава.
Технология формования и испытания
Российские исследователи разработали технологию получения асимметричного полого волокна методом фазовой инверсии (мокрого формования). В процессе формования формируется плотный селективный слой на внешней поверхности волокна, тогда как внутренняя часть остаётся пористой. Такая структура сочетает высокую проницаемость и селективность.
В рамках проекта было произведено около 20 километров мембранного волокна и создана экспериментальная установка для очистки водорода. Тестирование на бинарных газовых смесях показало, что аппарат способен уменьшить содержание углекислого газа в водороде в два раза, угарного газа — в 50 раз, метана — в 55 раз. Производительность экспериментальной установки достигает 11 м³ водорода в час.
Ранее промышленного производства мембран такого типа в России не было. Разработанная технология открывает возможность локального выпуска материалов для систем газоразделения.
Возможные направления применения
Полое волокно из МАБ 90/10 может использоваться в водородной энергетике для доведения водорода до параметров, необходимых для топливных элементов, транспорта и промышленных установок. Перспективы есть и в нефтепереработке, где требуется разделение газовых потоков в процессах гидрокрекинга и гидроочистки, а также в металлургии и химической промышленности — для получения и очистки технологических газов.
Интересна тема?
Подпишитесь на наши новости: Блог | Telegram | VK | Дзен
Продаете и покупаете промышленные товары, сырьё, материалы и оборудование? Ищем производителей и предпринимателей: Маркетплейс Первая Миля | Подробнее
Для обращений и предложений: info@cargo.sale / 8-800-3333-260