Analiza możliwości badań procesu separacji wodoru z gazu ziemnego z zastosowaniem separacji membranowej

W artykule przedstawiono wstępne badania nad membranową separacją gazów oraz celowość kierunku podjętych badań. Badania nastawione są na testy możliwości aplikacji separacji membranowej, gdzie zasadniczym celem jest określenie możliwości separacji wodoru z metanu np. z sieci gazu ziemnego i innych gazów procesowych. Technologia membranowej separacji gazów jest obecnie popularna i szeroko badana ze względu na jej potencjalną skuteczność w separacji wodoru, bezpieczeństwo i prostotę obsługi, niskie zużycie energii oraz przyjazność dla środowiska. W artykule przedstawiono symulację procesu separacji wodoru z metanu bazując na modelu membrany UBE UMS-A2. W ramach analiz pod uwagę brano wpływ powierzchni membrany na wartość wskaźnika selektywności oraz wskaźnika odzysku wodoru. Najwyższą wartość wskaźnika odzysku wodoru 95,08 % osiągnięto dla strumienia nadawy 1 kmol/h i powierzchni modułu równej 1000 m2 . Im większa powierzchnia membrany i mniejszy strumień, tym wyższa jest wartość wskaźnika odzysku wodoru, co jest szczególnie istotne, gdyż głównym celem separacji membranowej jest jak najwyższy stopień odzysku wodoru z sieci gazu ziemnego oraz wysoka czystość odseparowanego gazu.

---

The paper presents preliminary research on membrane gas separation and the purposefulness of the direction of the new research undertaken. The research is focused on testing the possibility of applying membrane separation, where the main goal is to determine the possibility of separating hydrogen from methane, e.g. from the natural gas grid and other process gases. Membrane gas separation technology is now popular and widely researched for its potential efficiency in hydrogen separation, safety and ease of use, low energy consumption and environmental friendliness. The article presents a simulation of the hydrogen separation process from methane based on the UBE UMS-A2 membrane model. As part of the analyses, the influence of the membrane surface on the value of the selectivity index and the recovery index was considered. The highest value of the hydrogen recovery index 95.08% was achieved for the feed stream 1 kmol/h and the module surface area equal to 1000 m2 . The larger the membrane area and the smaller the flux, the higher the value of the hydrogen recovery index R, which is particularly important, since the main goal of membrane separation is the highest possible degree of recovery of hydrogen from the natural gas network and high purity of the separated gas.