Ekstrakcja i separacja wybranych gazów ze środowiska olejowego z zastosowaniem membran PTFE

Artykuł przedstawia wyniki wykonanych badań materiałów membranowych kompozytowych, pokrytych polimerową warstwą politetrafluoroetylenu (PTFE). Zakres badań obejmował zastosowania i optymalizacje półprzepuszczalnych membran z PTFE w separacji wybranych gazów (H2i CH4), wydzielających się ze środowiska olejowego pod wpływem eksploatacji lub uszkodzeń transformatorów elektroenergetycznych. Doświadczenia dotyczyły badań składu chemicznego (rentgenowska analiza fluorescencyjna XRF, spektroskopia Ramana), struktury wewnętrznej (mikroskopia optyczna) oraz morfologii powierzchni (mikroskopia AFM i konfokalna). Ponadto, wyznaczono dla nich wartości: przepuszczalności, wydajności oraz selektywności. Rezultaty badań pokazały, że: (a) membrany tworzą warstwa nośna – szkieletowa (szklane włókna, które zawierają wapń Ca) oraz warstwa aktywna (PTFE), naniesiona odmiennymi technologiami, (b) politetrafluoroetylen ma wysoką zdolność do ekstrakcji wodoru i lekkich węglowodorów z oleju. Natomiast związana z nią selektywność może być do pewnego stopnia regulowana poprzez właściwe opracowanie warstwy szkieletowej i grubości membrany.

---

The article presents research results on composite membrane materials covered with a polymer polytetrafluoroethylene layer (PTFE). Studies concerned use and optimization of semi-permeable PTFE membranes for the separation of selected gases (H2and CH4) emitted from the oil environment during exploitation or power transformers damages. Part of the experimental studies has been related to chemical composition of the membranes (XRF X-ray fluorescence analysis, Raman spectroscopy), their internal structure (optical microscopy) and surface morphology (AFM and confocal microscopy). In addition, values of: permeability, efficiency and selectivity have been determined. Results of studies show that: (a) membranes are made of a support layer (glass fibers with calcium Ca) and the active layer (PTFE) applied by different technologies, (b) PTFE has a high ability to extract hydrogen and light hydrocarbons from the oil. Its selectivity can be controlled to some extent by a proper support layer development and membrane thickness selection.