«Физико-химические основы создания новых высокоселективных процессов для получения высокочистых веществ и материалов» (Этап 1)

В настоящее время мембранное газоразделение является одной из перспективных технологий по разделению газов, внедрение которой в промышленные технологические процессы позволяет увеличить энергоэффективность и экологическую безопасность процессов в целом. Однако стоит отметить, что распространение мембранных технологий газоразделения существенно отстает от технологий разделения жидких сред, которые используются в таких массовых областях, как водоподготовка и пищевая биотехнология (индустрия молочной промышленности, производство соков, водоподготовка). Поэтому реализуемый проект очень важен, так как создает дополнительные предпосылки для успешного распространения мембранных технологий газоразделения. Одним из сдерживающих факторов мембранного газоразделения является эффективность процесса разделения. Увеличение эффективности разделения газовых смесей возможно при использовании каскадирования и многократных рециклов разделяемой газовой смеси. В химической технологии применение каскадных схем довольно распространенно. Каскадные схемы, сочетающие различные методы разделения и очистки, оказываются достаточно энергоемкими и, как правило, требуют дополнительных процедур возвращения выходящего потока обратно в процесс (рецикл) и очистки систем от утилизированных выбросов. Это приводит к существенному повышению энергозатрат и снижению экологической безопасности. Аналогичная проблема существует при выделении водорода из синтез-газа и метана из биогаза, при выделении диоксида углерода из природного газа, или из продуктов сгорания топлива, а также при получении высокотоксичных компонентов для производства изделий электроники и энергоэффективных световых устройств. Возрастание энергозатрат на разделение указанных газовых смесей приводит к повышению себестоимости получаемых продуктов, а следовательно, и себестоимости получаемой энергии. Рассмотренные каскадные мембранные схемы обладают большей привлекательностью и свободны от указанных недостатков. Таким образом, поиск новых способов мембранного газоразделения в аппаратах нового типа представляет большой интерес с прикладной и фундаментальной точек зрения. Снижение стоимости процессов газоразделения и повышение экологичности таких процессов способствует не только развитию микро- и наноэлектроники, но и дает импульс развитию фотовольтаики (солнечной энергетики), что позволит ей конкурировать с другими источниками энергии, такими как уголь, газ, нефть, поскольку основным сдерживающим фактором ее развития является стоимость солнечных элементов, которые изготавливаются из кремния.