Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей



Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей
Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей

 


Владельцы патента RU 2587443:

Общество с ограниченной ответственностью "Инновационная компания "МЕВОДЭНА" (RU)

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. В способе изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей, при котором на поверхности мембраны, выполненной на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом или с другими металлами, наносят защитно-каталитическое покрытие из палладия или сплавов палладия, согласно изобретению материал мембраны изготавливают из сплава, содержащего примеси легирующих элементов, концентрацию которых изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне путем увеличения растворимости водорода в материале мембраны увеличивается в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне в соответствии с формулой

где S(x) - константа растворимости водорода в металле (сплаве), x - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны, Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности, Pвх и Pвых - входное и выходное давления водорода, ата, L - толщина мембраны, мм. Технический результат - обеспечение равномерного распределения концентрации водорода по толщине мембраны. 7 ил.

 

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода.

Резкое увеличение потребления водорода, происходящее в настоящее время, связано, в частности, с особой ролью, которая отводится прямому, минуя тепловой цикл, преобразованию химической энергии водорода в электричество с помощью топливных элементов (автомобили, подводные лодки, ноутбуки, «умные» дома и т.д.), для работы которых требуется водород с чистотой не хуже 99.999%.

Большую часть водорода производят сейчас и будут производить в ближайшем будущем с помощью риформинга органического сырья, в результате которого образуется газовая смесь, содержащая водород. Критическая стадия процесса - выделение из получаемой газовой смеси чистого водорода.

Признано, что наиболее эффективным способом выделения чистого водорода является его диффузионная очистка с помощью различного типа металлических мембранных фильтров, подавляющее большинство которых на сегодняшний день производится на основе палладия и его сплавов.

Известно, например, техническое решение (см. [1] патент на изобретение РФ №2416460, М. кл. B01D 63/00, 63/08, 72/02, опубл. 20.04.2011), в котором запатентованы водородопроницаемая мембрана, фильтрующий элемент, мембранный аппарат. При этом способ изготовления водородопроницаемой мембраны заключается в формировании на плоской поверхности фольги из палладиевого сплава специального рельефа с чередующимися выступами и окружающими каждый выступ впадинами, кроме того, в палладиевый сплав вводят один или несколько элементов из I, III, IV и VIII групп Периодической системы элементов, а при формировании рельефа отношение максимальной длины L дуги на поверхности выступов в их поперечном сечении к длине D ее проекции на площадь основания выполняют в пределах от 1,05 до 1+δ, где δ - пластичность материала мембранного сплава. Известные технические решения предназначены для выделения водорода из газовых смесей.

Несмотря на высокую степень совершенства известного технического решения и высокую чистоту выделяемого с его помощью водорода, оно сохраняет недостатки, свойственные способам выделения водорода с помощью мембран, изготовленных на основе палладия и/или его сплавов:

- высокую стоимость, связанную с использованием в качестве основного материала мембран сплава драгоценного металла палладия,

- недостаточную для ряда приложений производительность выделения водорода, что объясняется неудовлетворительными термодинамическими характеристиками сплавов палладия в отношении растворения/пропускания водорода,

- возникновение в материале мембраны микротечей в процессе термо- и водородоциклирования.

С другой стороны, известно, что переходные металлы 5-й группы Периодической системы элементов (ванадий, ниобий и тантал) обладают более высокой проницаемостью по отношению к водороду, чем палладий и палладий-серебряные сплавы, благодаря уникальному сочетанию большой теплоты растворения и большой скорости междоузельной диффузии растворенного в металле водорода, намного большей, чем в случае палладия. Металлы 5-й группы, в особенности, ванадий и ниобий, также намного дешевле и доступнее, чем палладий, обладают хорошими механическими свойствами и легко обрабатываются, в частности обладают хорошей дуктильностью, позволяющей получать тонкие фольги методом проката. Однако использование благоприятных характеристик этих металлов в известной мере затруднено из-за высокой химической активности их поверхности, которая обычно покрыта плотными пленками окислов, быстро образующимися при взаимодействии металлов с воздухом, парами воды и т.п. Оксидные пленки радикально снижают скорости растворения и выделения водорода через поверхность металла, делая мембраны из этих металлов малопроницаемыми для водорода.

Указанную проблему преодолевают путем нанесения тонких слоев палладия (порядка микрона) на обе поверхности мембраны из металла 5-й группы. Такая композитная мембрана, состоящая из сравнительно толстого (доли мм) ванадия, ниобия или тантала или их сплавов и тонких палладиевых покрытий (толщиной в доли мкм) на обеих поверхностях мембраны, позволяет удачно объединить благоприятные свойства обоих металлов: высокую проницаемость по водороду основного металла мембраны и высокие скорости растворения/выделения водорода сквозь не подверженную окислению, химически стойкую и стабильную поверхность благородного металла палладия.

Известно техническое решение «Высокопроизводительные мембраны цилиндрической формы, покрытые палладием» (Palladium coated high-flux tubula rmembranes) (см. [2] патент Канады CA №2249126, М. кл. B01D 53/22, опубл. 02.04.2000), при котором мембрану, имеющую наружную и внутреннюю поверхности цилиндрической формы, изготавливают из ниобия, тантала, ванадия или других металлов, обладающих необходимыми характеристиками для проникновения водорода. При этом мембрану цилиндрической формы изготавливают из непалладиевых водородопроницаемых материалов, например из металлов 5-й группы Периодической системы элементов, и покрывают тонким слоем палладия как на внутренней, так и на наружной поверхности. Известное техническое решение предназначено для выделения водорода из газовых смесей.

Следует, однако, отметить, что такой способ изготовления приводит к малому ресурсу работы мембраны и непрерывному уменьшению производительности выделения водорода мембраной в процессе ее эксплуатации в атмосфере газовых смесей, содержащих водород. Указанные эффекты происходят, в частности, в результате того, что в процессе проникновения больших потоков водорода сквозь мембрану в ее материале происходит накопление/растворение больших концентраций водорода. Это вызывает неравномерное расширение (водородная дилатация) различных частей кристаллической решетки материала мембраны, что приводит к нарушению целостности как материала самой мембраны, так и защитно-каталитического покрытия на ее поверхности. При этом появляются трещины, происходит отслаивание материала покрытия от основного материала мембраны (коалесценция), что, в конечном счете, приводит к появлению на поверхности мембраны основного материала мембраны, металлов 5-й группы и их соединений и к отравлению каталитических свойств поверхности.

За прототип выбрано устройство, описанное в [2].

Достигаемым результатом предлагаемого технического решения является обеспечение равномерного распределения концентрации водорода по толщине мембраны.

Достижение указанного результата обеспечивают в предлагаемом способе изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей, при котором на входную и выходную поверхности мембраны, выполненной на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом или с другими металлами наносят защитно-каталитическое покрытие из палладия или сплавов палладия, согласно изобретению материал мембраны изготавливают из сплава, содержащего примеси легирующих элементов, концентрацию которых изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне путем увеличения растворимости водорода в материале мембраны в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне в соответствии с формулой

где S(x) - константа растворимости водорода в металле (сплаве),

x - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны,

Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности,

Pвх и Pвых - входное и выходное давления водорода,

L - толщина мембраны.

Достижение указанного технического результата с приведенными выше отличиями заключается в следующем.

В процессе проникновения водорода сквозь водородопроницаемые мембраны происходят последовательно его абсорбция входной поверхностью мембраны, растворение и диффузия абсорбированного водорода в материале мембраны и его выделение (десорбция) с выходной поверхности мембраны. Концентрация растворенного в материале мембраны водорода зависит от температуры мембраны, давления водорода над мембраной и подчиняется закону Сивертса, который устанавливает связь между давлением водорода над мембраной и его концентрацией в данном металле:

где c - концентрация растворенного в материале водорода,

P - давление водорода над мембраной,

K - постоянная Сивертса, зависящая от температуры и системы газ-металл.

Таким образом, согласно закону Сивертса растворимость водорода с в металле при одинаковой температуре газа и металла пропорциональна квадратному корню из парциального давления водорода P над мембраной. Для обеспечения эффективного выделения/откачки водорода из газовой смеси (обеспечения высокого проникающего потока водорода) давление водорода на входной стороне мембраны должно быть существенно выше, чем его давление на выходной стороне мембраны. Обычно давление водорода на входе составляет десятки атмосфер, а на выходной стороне - единицы атмосфер или даже ниже. Соответственно, концентрация растворенного в мембране водорода в соответствии с законом Сивертса различна вблизи входной и выходной поверхностей мембраны. Конкретно, распределение концентрации растворенного водорода по толщине мембраны может быть найдено из закона Фика (см. [3] Фромм Е., Гебхардт Е. Газы и углерод в металлах. - М.: Металлургия, 1980. - с. 126-130, 426-430):

где j - проникающий сквозь мембрану поток водорода,

dc/dx - градиент концентрации водорода по толщине мембраны,

D - коэффициент диффузии водорода в данном материале.

Типичный пример распределения концентрации водорода по толщине, например, ванадиевой мембраны представлен на фиг.1 для следующих условий:

давление на входной поверхности мембраны 20 атмосфер (20 ата),

давление на выходной поверхности мембраны 0.5 атмосферы (0.5 ата),

температура мембраны 400°C,

толщина мембраны 220 мкм.

Как видно на фиг. 1, концентрация растворенного водорода в мембране вблизи ее входной поверхности существенно превосходит его концентрацию вблизи выходной поверхности.

С другой стороны, как уже говорилось выше, растворение водорода в кристаллической решетке металла сопровождается ее расширением (водородная дилатация), величина которого определяется концентрацией растворенного водорода. Причем расширение вследствие явления дилатации по своей величине весьма велико и существенно превосходит термическое расширение. В результате, поскольку концентрация растворенного в мембране водорода различна в различных частях (слоях) мембраны (фиг. 1), радикально уменьшаясь в направлении от входной поверхности мембраны к ее выходной поверхности, различные части (слои) мембраны расширяются в разной степени. Это приводит к появлению значительных внутренних напряжений, приводящих как к появлению механических дефектов защитно-каталитического покрытия (нарушению его целостности и обнажении части подложки - коалесценция), так и к нарушению формы мембраны вплоть до ее разрушения. Дефекты в покрытии приводят к тому, что на поверхности мембраны вместо защитно-каталитического покрытия оказывается основной материал мембраны: сплав металлов 5 группы Периодической таблицы элементов Менделеева, ниобий, тантал или ванадий, которые в силу высокой химической активности своей поверхности вступают в реакцию с компонентами газовой смеси с образованием оксидных соединений, практически непроницаемых для водорода. Причем особенно интенсивно эти процессы происходят в условиях многократного термо-водородного циклирования, то есть многократного нагрева/охлаждения мембраны в процессе взаимодействия с водородом высокого давления.

Для устранения этого негативного эффекта в предлагаемом способе создания мембраны материал мембраны изготавливают из сплава, в котором концентрацию легирующих элементов изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне таким образом, что растворимость водорода в материале мембраны увеличивается в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне.

Возможность снижения растворимости водорода при введении легирующих примесей подтверждается экспериментально, что продемонстрировано на фиг. 2, на которой представлена зависимость растворимости водорода в ванадий-палладиевом сплаве в зависимости от концентрации примеси (палладия) в основном материале мембраны (ванадии). Как видно на фиг. 2, даже незначительное легирование основного материала перегородки, ванадия, палладием приводит к существенному снижению растворимости водорода в сплаве ванадий-палладий.

Такое введение легирующих элементов в основной материал мембраны приводит к компенсации эффекта снижения концентрации растворенного водорода (см. фиг. 1) и выравниванию концентрации водорода по толщине мембраны. При этом разница в дилатационных расширениях различных участков материала мембраны уменьшается и внутренние напряжения существенно снижаются.

Конкретно, можно обеспечить изменение растворимости водорода в материале мембраны по такому закону, что при заданных входном и выходном давлениях водорода концентрация водорода в материале мембраны будет постоянна. В этом случае указанные выше напряжения не возникают вообще и физико-механические свойства материала мембраны и защитно-каталитического покрытия не ухудшаются в процессе многократного термо- и водородоциклирования. Авторы нашли, что указанный выше закон изменения растворимости водорода в материале мембраны, обеспечивающий постоянство концентрации водорода по мембране, имеет следующий вид

где S - константа растворимости водорода в металле (сплаве),

x - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны,

Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности,

Pвхn и Pвых - входное и выходное давления водорода,

L - толщина мембраны.

Если известна зависимость S от концентрации легирующей примеси, уравнение (3) позволяет найти требуемое распределение примеси по телу мембраны.

Например, авторы нашли, что в случае легирования ванадия палладием

где SV - растворимость водорода в чистом ванадии,

δ - атомная доля палладия в сплаве.

Соответственно, для того чтобы обеспечить постоянство концентрации водорода в мембране из ванадий-палладиевого сплава при данных входном и выходном давлениях водорода, концентрация палладия в материале мембраны должна быть распределена по линейному закону

На фиг. 3 в качестве примера показано распределение S(x) и δ(x) для мембраны из ванадий-палладиевого сплава толщиной L=0.1 мм при отношении входного и выходного давлений Pвх/Pвых=9: Pвх=9 ата, Рвых=1 ата, при котором обеспечивается постоянство концентрации водорода в материале мембраны.

Практическая реализация способа изготовления мембраны требуемого переменного состава (с переменной концентрацией примесей по ее толщине) осуществляют одним из известных технологических способов, к которым относятся, например, газофазное осаждение, магнетронное осаждение, высокотемпературный электролиз расплавов, метод термодиффузии или ионной имплантации.

На фиг. 4-7 приведены примеры практической реализации предлагаемого способа. На фиг. 4 представлено электронное изображение поперечного среза мембраны, изготовленной из сплава ванадий-палладий с палладиевым защитно-каталитическим покрытием на входной и выходной поверхностях. На фиг 4 отмечены точки (белые квадраты), в которых с помощью локального рентгеноспектрального микроанализатора определено содержание палладия в материале мембраны. Соответствующие данные приведены в таблице 1 и на фиг. 5.

Другой пример реализации представлен на фиг. 6, на которой представлено электронное изображение поперечного среза мембраны, изготовленной из сплава ванадий-никель. Данные по элементному составу материала мембраны из сплава ванадий-никель приведены в таблице 2 и на фиг. 7.

Как видно на фиг. 5 и 7, концентрация легирующих примесей (палладия на фиг. 5 и никеля на фиг. 7) снижаются в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне, обеспечивая, таким образом, увеличение растворимость водорода в материале мембраны в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне.

Способ изготовления мембраны для выделения водорода из газовых смесей, при котором на входную и выходную поверхности мембраны, выполненной на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом или с другими металлами, наносят защитно-каталитическое покрытие из палладия или сплавов палладия, отличающийся тем, что материал мембраны изготавливают из сплава, содержащего примеси легирующих элементов, концентрацию которых изменяют в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне путем увеличения растворимости водорода в материале мембраны в направлении от входной стороны мембраны к ее выходной стороне в соответствии с формулой

где S(x) - константа растворимости водорода в металле (сплаве),
х - координата в направлении, нормальном к поверхности мембраны,
Sвх - значение константы растворимости в материале мембраны возле входной поверхности,
Рвх и Рвых - входное и выходное давления водорода,
L - толщина мембраны.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической области тангенциального разделения с использованием фильтрующих элементов. Фильтрующий элемент (I) для фильтрации текучей среды, содержащий жесткую пористую подложку (1) цилиндрической формы, имеющую центральную продольную ось (A) и содержащую множество каналов (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) для циркуляции фильтруемой текучей среды с целью сбора фильтрата на периферии (11) подложки, выполненных в подложке (1) параллельно ее центральной оси (A), при этом указанные каналы (C01, C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) образуют, в частности, фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) по меньшей мере в количестве трех, в каждом из которых: - каналы (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) имеют не круглое прямое поперечное сечение, при этом прямое поперечное сечение каждого канала имеет ось симметрии (X, X1,…Xn, X11,…X21…, Xn1…), которая проходит через центр подложки, - два соседних канала разделены соединительными проходами (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…), при этом указанные соединительные проходы (P, P1, P2,…Pn, P11,…P21…, Pn1…) имеют ось симметрии (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…), которая проходит через центр подложки, - все соотношения между гидравлическими диаметрами двух любых каналов (C11, C12,…C21, C22…Cn1, Cn2…) фильтрующих колец находятся в интервале 0,75-1,25, предпочтительно в интервале 0,95-1,05, при этом указанные фильтрующие кольца (F1, F2…Fn) распределены концентрично и отделены друг от друга сплошной пористой зоной (F1, F2…Fn-1) без взаимопроникновения между двумя смежными кольцами, при этом на уровне трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует по меньшей мере одно совмещение между тремя смежными осями среди осей (Y, Y1, Y2…Yn, Y11,…Y21…, Yn1…) соединительных проходов и осей (X, X1…Xn, X11, …X21…, Xn1…) каналов, которое способствует механической прочности подложки, при этом, если фильтрующий элемент имеет более трех фильтрующих колец, то среди трех колец, наиболее близких к периферии подложки, называемых кольцами ряда n, n-1 и n-2, существует, по меньшей мере, одно кольцо, в котором число каналов не является кратным числу каналов кольца, наиболее близкого к центру подложки, называемого кольцом ряда 1.

Изобретение относится к химической промышленности. Мембранный модуль содержит множество трубчатых мембранных элементов для переноса кислорода, вступающего в контакт со стороной ретентата мембранных элементов.

Изобретения могут быть использованы в химической и металлургической промышленности. Мембранная трубка для диффузионного выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей содержит пористую трубку (S) из металлокерамического сплава, а также содержащую палладий или выполненную из палладия мембрану (M), которая покрывает наружную сторону металлокерамической трубки (S).

Изобретение относится к устройству разделения текучей среды. Способ и устройство разделения текучей среды, осуществляющее селективное отделение определенного текучего компонента от смешанной текучей среды и содержащее: кожух, который включает в себя впуск для смешанной текучей среды, выпуск для отделенной текучей среды, через который отводят селективно отделенную текучую среду, и выпуск для оставшейся текучей среды, через который отводят текучую среду, оставшуюся после осуществления селективного отделения; и разделительный модуль, в котором расположен набор из множества установленных последовательно разделяющих элементов, каждый из разделяющих элементов снабжен каналом, через который смешанная текучая среда поступает в осевом направлении, и осуществляет селективное отделение определенного текучего компонента в виде поперечного потока, перпендикулярного направлению течения смешанной текучей среды, при этом разделительный модуль является вставляемым в кожух через конец кожуха, при этом разделительный модуль включает в себя: первое соединительное приспособление, расположенное между соседними разделяющими элементами так, чтобы изолировать пространство вокруг наружных периферийных поверхностей разделяющих элементов от пространства между разделяющими элементами, причем первое соединительное приспособление имеет отверстие, через которое каналы соединены друг с другом, и имеет дискообразную форму, наружный диаметр которой больше наружного диаметра разделяющих элементов, второе соединительное приспособление, расположенное на двух концах набора из множества установленных последовательно разделяющих элементов так, что каждое второе соединительное приспособление изолирует пространство рядом с концевой поверхностью набора установленных последовательно разделяющих элементов от пространства вокруг наружных периферийных поверхностей разделяющих элементов, каждое второе соединительное приспособление имеет отверстие, через которое пространство рядом с концевой поверхностью соединяется с соответствующим одним из каналов, и соединительное средство, которое соединяет первое и вторые соединительные приспособления друг с другом.

Изобретение относится к фильтрующему элементу для фильтрации текучей среды. Фильтрующий элемент (I) содержит твердую пористую основу (1) цилиндрической формы, имеющую продольную центральную ось (A) и содержащую множество каналов (C11, C21, C22…C31, C32…Cn1, Cn2…) для циркуляции текучей среды, подлежащей фильтрации, и сбора фильтрата на периферии основы (1).

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Мембранный аппарат, включающий корпус, выполненный из непроницаемого материала, с патрубками для ввода исходного раствора, вывода фильтрата и концентрата, с расположенным внутри него трубчатым мембранным модулем, с нанесенной на него полупроницаемой мембраной, закрепленным с обеих сторон фланцами, турбулизатор с возможностью совершения возвратно-поступательного движения, при этом мембранный модуль выполнен в виде неподвижного полого конуса, внутри которого расположен турбулизатор в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, состоящий из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, установленной в подшипник с возможностью осевого перемещения в подводящем патрубке исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости, и передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок турбулизатора, находящийся в мембранном модуле, выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, вращение которого обеспечивает перенос исходного раствора вдоль мембранного модуля, при этом турбулизатор совершает возвратно-поступательное движение путем принудительного изменения давления исходного раствора в подводящем патрубке исходного раствора; третий участок турбулизатора выполнен в виде цилиндра и установлен в подшипнике, закрепленном в кожухе, с возможностью ограничения возвратно-поступательного движения от действия пружины, установленной в стакане со стороны отвода концентрата.

Изобретение относится к области концентрирования растворов методом ультрафильтрации, обратного осмоса и может быть использовано в пищевой, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Фильтровальное устройство для обработки воды содержит две керамические фильтрующие мембраны и держатель для двух керамических фильтрующих мембран. Керамические фильтрующие мембраны имеют форму пластин и каждая из них содержит активную фильтрующую наружную сторону и один внутренний отводящий канал для профильтрованной воды.

Изобретение относится к мембранному фильтрующему элементу для очистки агрессивных жидкостей. Мембранный фильтрующий элемент состоит из полого пористого цилиндра 1 из керамического материала, днища 3 и крышки 4, установленных по торцам полого пористого цилиндра 1.

Изобретение относится к очистке воды с помощью мембранного модуля, мембранного блока, выполненного путем установки мембранных модулей одного на другой. Мембранный модуль содержит корпус и мембранные элементы, расположенные в указанном корпусе, причем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, меньше, чем площадь пропускного сечения проточного канала корпуса, через который очищаемая вода втекает, при этом каждый мембранный элемент представляет собой плоскую мембрану, и в корпусе расположен элемент для направления потока воды, предназначенный для уменьшения площади пропускного сечения проточного канала корпуса, через который вытекает очищаемая вода, причем указанный элемент для направления воды расположен таким образом, что его поверхность проходит параллельно поверхности мембраны.

Изобретение раскрывает полимерные формы ионных жидкостей PFIL на основе полибензимидазола (РВТ) и способ синтеза таких полимерных форм ионных жидкостей. Изобретение также относится к использованию полимерных форм ионных жидкостей на основе PBI и мембран из них для сорбции, фильтрации и разделения газов.

Изобретения могут быть использованы в химической и металлургической промышленности. Мембранная трубка для диффузионного выделения водорода из водородсодержащих газовых смесей содержит пористую трубку (S) из металлокерамического сплава, а также содержащую палладий или выполненную из палладия мембрану (M), которая покрывает наружную сторону металлокерамической трубки (S).

Настоящее изобретение относится к устройству для выделения кислорода из кислородсодержащего газа. Оно содержит мембранный блок и электродный блок.

Изобретение относится к области водородной энергетики, выделения водорода из газовых смесей, получения особо чистого водорода. Предложена композитная мембрана для выделения водорода из газовых смесей на основе сплавов металлов 5-й группы Периодической системы друг с другом с защитно-каталитическим покрытием на поверхности мембраны из палладия или сплавов палладия, при этом в качестве материала мембраны выбран материал с растворимостью водорода такой же, как у материала покрытия, либо отличающейся не более чем на 15%.

Описаны способ обработки выхлопных газов, образующихся при сжигании газообразного топлива, и способы сжигания газообразного топлива, включающие такое разделение газов.

Изобретение может быть использовано для разделения газовых смесей. Используемая для разделения газовых смесей керамическая мембрана имеет следующий состав, мас.%: оксид алюминия 30-54; силикат натрия 42-68; углеродные нанотрубки УНТ с внешним диаметром 1-5 нм с трехслойной структурой и удельной поверхностью 350-1000 м2/г 1-4.

Устройство разделения газов, которое отделяет диоксид углерода и водяной пар от первой смеси газов, содержащей заданный основной газовый компонент, диоксид углерода и водяной пар, энергоэффективность которого повышена.

Изобретение относится к созданию селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии газов сквозь тонкую пленку металлов или их сплавов. Способ включает нанесение на двухслойную керамическую подложку со сквозной пористостью селективной пленки металла или его сплава методом магнетронного распыления мишени и конденсации в вакууме.

Изобретение относится к извлечению кислых компонентов из газовых потоков, таких как попутные газы из скважин или дымовые/выхлопные газы с использованием мембран, содержащих макромолекулярный самоорганизующийся полимер.

Изобретение относится к способам мембранного разделения газов для очистки топочных газов, образующихся при сжигании. Способ включает подачу первой части потока топочного газа для очистки на стадию абсорбционного улавливания двуокиси углерода, одновременную подачу второй части топочного газа вдоль входной поверхности мембраны, подачу потока продувочного газа, обычно воздуха, вдоль выходной поверхности, а затем возврат продувочного газа с проникшим веществом в топочную камеру.

Изобретение относится к области мембранных технологий и касается устройств, осуществляющих выделение кислорода из смеси газов на керамических мембранах со смешанной ионно-электронной проводимостью. Газохимический мембранный реактор включает модуль из кислородпроницаемых мембран (2), собранный из трубок, выполненных из оксидов со смешанной кислород электронной проводимостью с общей формулой S r 1 − x A x B 1 − y − z B y / M z O 3 − δ , где А=Са, Ва, Ln; x=0-1; В=Со; В/=Fe; y=0-1; М - металлы d и p блоков Периодической таблицы элементов, предпочтительно: Nb, Та, Mo, W; z=0-0.3; a δ является числом, которое обеспечивает нейтральность заряда, края мембран подсодинены к источнику переменного тока, пропускаемого непосредственно через мембраны и нагревающего их. Технический результат - заключается в снижении энергозатратности, уменьшении времени запуска устройства и инерционности при регулировании температурного режима синтеза, увеличении производительности и устойчивости работы газохимического мембранного реактора. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх