Разделение газовых смесей в мембранном каскаде типа «Непрерывная мембранная колонна

Настоящая работа посвящена изучению функционирования мембранного каскада типа «Непрерывная мембранная колонна», применительно к задачам глубокой очистки газов (в случае разбавленных смесей), а также при выделении диоксида углерода из дымовых газов ТЭЦ (разделение газовой смеси с сопоставимыми концентрациями компонентов) с целью установления ключевых зависимостей типа эффективность разделения / производительность, с целью определения предельных разделительных возможностей при конкретном наборе технологических параметров. В соответствии с этой целью в работе определяются закономерности функционирования различных схем мембранного каскада в безотборном и близком к безотборному режимах работы, и оценивается возможность интенсификации разделения газовых смесей путем проведения процесса в нестационарных условиях. В ходе экспериментального изучения мембранного каскада в задачах глубокой очистки газа и выделения диоксида углерода из дымовых газов ТЭЦ, т.е. на примере решения принципиально разных задач, была выполнена верификация разработанной математической модели массообмена в мембранном каскаде. На основании разработанной математической модели был выполнен расчет промышленной технологической схемы газоразделительного аппарата на базе трехмодульного мембранного каскада типа «Непрерывная мембранная колонна», и выполнена ее оптимизация по ряду ключевых параметров (селективность мембраны, ее площадь в секциях извлечения и обогащения, соотношение между степенью выделения, чистотой выделяемого продукта и его остаточным содержанием в отводимом потоке) для задач выделения диоксида углерода из дымовых газов ТЭЦ.