SU1648539A1

SU1648539A1 - Process and apparatus for membrane recovery of carbon dioxide from gas mixture

Info

Publication number: SU1648539A1
Application number: SU894696170A
Authority: SU
Inventors: Майя Константиновна Яковлева; Елена Викторовна Березина; Инна Васильевна Васильева; Наталья Николаевна Вознесенская; Сергей Алексеевич Павлов; Эдуард Никанорович Телешов; Елена Алексеевна Рагольская
Original assignee: Предприятие П/Я А-7629
Priority date: 1989-03-21
Filing date: 1989-03-21
Publication date: 1991-05-15

Abstract

Изобретение относитс к технологии разделени газовых смесей и может быть использовано в химической, биологической и др. отрасл х промышленности. Целью изобретени вл етс повышение селективности мембранного способа выделени СОа из газовых смесей. Цель достигаетс путем наложени на ионитовую мембрану посто нного электрического пол , направленного навстречу проникающему через нее диффузионному потоку газовой смеси. Изобретение позвол ет в несколько раз повысить селективную проницаемость СОа через ионитовую мембрану. 2 с.п.ф-лы, 1 ил. ЁThe invention relates to the technology of separation of gas mixtures and can be used in the chemical, biological and other industries. The aim of the invention is to increase the selectivity of the membrane method for the recovery of CO from gas mixtures. The goal is achieved by superimposing a constant electric field on the ionite membrane, directed towards the diffusion flow of the gas mixture penetrating through it. The invention makes it possible to increase the selective permeability of CO 2 through the ion exchange membrane several times. 2 sp.f-ly, 1 ill. Yo

Description

Изобретение относитс к технологии разделени газовых смесей и может быть использовано в химической, биологической, пищевой и других отрасл х промышленности .This invention relates to the technology of separation of gas mixtures and can be used in the chemical, biological, food and other industries.

Целью изобретени вл етс повышение селективности способа мембранного выделени диоксида углерода из газовых смесей.The aim of the invention is to increase the selectivity of the method of membrane carbon dioxide emission from gas mixtures.

Поставленна цель достигаетс путем наложени на ионитовую газоразделительную мембрану посто нного электрического пол , направленного навстречу проникающему через нее диффузионному потоку газовой смеси. Поле не оказывает вли ни на процесс диффузии нейтральных газов, однако активизирует трансмембранный перенос отрицательных ионов НСО з и С022 носителей молекул СОа. Перемена пол рности пол на противоположную наоборот затрудн ет транспорт указанных ионов.The goal is achieved by imposing a constant electric field on the ion-exchange gas separation membrane directed towards the diffusion flow of the gas mixture penetrating through it. The field does not affect the diffusion of neutral gases; however, it activates the transmembrane transfer of negative HCO3 ions and C022 carriers of COa molecules. Reversing the polarity of the field to the opposite, on the contrary, impedes the transport of these ions.

На чертеже показано схематическое изображение устройства дл осуществлени предлагаемого способа.The drawing shows a schematic representation of a device for carrying out the proposed method.

Устройство содержит металлический корпус 1, ионитовую мембрану 2, раздел ющую камеры 3 и 4, заполненные провод щим газопроницаемым материалом - углеродной тканью, тефлоновую электроизол ционную прокладку 5, дисковые никелевые электроды 6. источник 7 питани , патрубки ввода раздел емой смеси 8 и газа-носител 9, а также патрубки вывода проникшей 10 и непроникшей 11 через мембрану газовых смесей.The device contains a metal housing 1, an ion exchange membrane 2, separating chambers 3 and 4, filled with a conductive gas-permeable material — carbon cloth, a Teflon electrical insulation gasket 5, disk nickel electrodes 6. a power source 7, feed inlets of a separable mixture 8 and gas the carrier 9, as well as the nozzles of the output of the penetrated 10 and non-penetrated 11 through the gas mixture membrane.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Исходную газовую смесь 10 об. %СОгНМ2 по патрубку 8 подают в камеру 3. Проникшие через мембрану 2 в камеру 4 компоненты этой смеси вымываютс газом-носителем Не. подаваемым по патрубку 9 в камеру 4. иThe source gas mixture of 10 vol. The% COOHNM2 is fed through pipe 8 into chamber 3. The components of this mixture that have penetrated through membrane 2 into chamber 4 are washed out with carrier gas He. supplied by the pipe 9 into the chamber 4. and

С 4From 4

0000

соwith

sO sO

по патрубку 10 поступают в газоанализатор. Непроникша через мембрану 2 газова смесь выводитс из камеры 3 по патрубку 11, к которому при необходимости подключают расходомер. Сопротивлени каждого из газопроницаемых электродов в камерах 3 и А составл ют 9,50мпри полном сопротивлении цепи 1 кОм.pipe 10 enters the gas analyzer. Non-penetration through the membrane 2, the gas mixture is withdrawn from the chamber 3 through the pipe 11, to which, if necessary, connect the flow meter. The resistances of each of the gas permeable electrodes in chambers 3 and A are 9.50 ppm with a 1 kΩ impedance circuit.

В качестве мембран используют пленки из сульфокатионита (сульфированный фтор- содержащий полимер Ф-42 с привитым полистиролом или карбокатионита (фторсодержащий полимер с привитой полиакриловой кислотой) толщиной 25 мкм.Films from sulfonic cation exchanger (sulfonated fluorine-containing polymer F-42 with grafted polystyrene or carbocationite (fluorine-containing polymer with grafted polyacrylic acid) 25 μm thick are used as membranes.

Разделение газовой смеси провод т в двух режимах - при наличии внешнего электрического пол и при его отсутствии. Наложение пол с напр женностью кВ/см повышает концентрацию СОа в пермеате с 91,3 до 95,2 об.% при использовании суль- фокатионитовой мембраны. Аналогично возрастает концентраци диоксида углерода при наложении пол кВ/см на кар- бокатионитовую мембрану с 92 до 95 об.%.The separation of the gas mixture is carried out in two modes - in the presence of an external electric field and in its absence. Overlaying a floor with a strength of kV / cm increases the concentration of COA in the permeate from 91.3 to 95.2% by volume using a sulfo-cation-resin membrane. Similarly, the concentration of carbon dioxide increases with the imposition of a field of kV / cm on the carobathionic membrane from 92 to 95% by volume.

JaKHM образом, использование изобре- тени позволит повысить селективностьJaKHM, the use of the invention will increase the selectivity

процесса мембранного выделени диоксида углерода из смесей газов.membrane carbon dioxide separation process from gas mixtures.

Claims

1. A method for membrane separation of carbon dioxide from gas mixtures, which includes passing the initial gas mixture along the ion exchange membrane and selecting components of the mixture that have penetrated through it, characterized in that, in order to increase the selectivity of separation, an electric field is applied to the membrane in a direction opposite to the flow penetrating it. gas mixture.

2. A device for the release of carbon dioxide from gas mixtures, comprising a housing with two chambers separated by an ionite membrane, nozzles for supplying the initial gas mixture and draining the components that have penetrated and non-penetrating through the membrane, in order to increase the selectivity of separation, Both sides of the membrane contain electrodes of a conductive gas-permeable material, such as carbon fiber.

Flow meter

J

Gaoanal