مروری بر عملکرد انواع غشاهای به کار رفته در خالص سازی هیدروژن

نوع مقاله: علمی ترویجی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

2 دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

3 استاد دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی سهند تبریز، تبریز، ایران

چکیده

بررسی نتایج حاصل از عملکرد انواع مختلف غشاهای به کار رفته در خالص سازی هیدروژن و مقایسه‌ی آنها در منحنی Trade-Off برای سیستم H2/N2 نشان داده است که غشاهای پالادیومی از لحاظ عبوردهی و انتخاب پذیری در ناحیه بسیار مطلوبی قرار گرفته‌اند، به طوری که عبوردهی (مرتبه‌ی Barrer 104 تا Barrer 105) و انتخاب پذیری (103 تا 104) بسیار بالایی از هیدروژن با استفاده از این غشاها به دست آمده است. عبوردهی غشاهای سیلیکایی نیز در محدوده Barrer ‌104 – 103 و انتخاب پذیری آنها بیشتر از 104 بوده است که موقعیت این غشاها را از لحاظ عملکرد در منحنی Trade-Off بعد از غشاهای پالادیومی قرار می‌دهد. موقعیت غشاهای زئولیتی هیدروکسی سودالیت از لحاظ عبوردهی در حد غشاهای پالادیومی و در مرتبه‌ی حتی بیشتر از Barrer 104 می‌باشد. اما این غشاها انتخاب پذیری بسیار پایینی(کمتر از 10) را از خود نشان داده‌اند. این در حالی است که انتخاب پذیری‌های بسیار مطلوب و حتی بی‌نهایت از این نوع غشاها برای سیستم‌های هیدروژن/ هیدروکربن در منابع مختلف ارائه شده است. غشاهای پلیمری نیز علیرغم انتخاب پذیری‌های نسبتا مطلوب دارای عبوردهی بسیار پایینی می‌باشند که باید اصلاح گردند. البته این مسئله تا حدودی با استفاده از ریزساختارهای نانوکامپوزیتی حل شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the Different Types of Membranes Performance Used in Hydrogen Purification

نویسندگان [English]

  • M. Yadollahi 1
  • M. J. Vaezi 2
  • A. A. Babaluo 3
  • Z. Belbasi 1
1 MS Engineer, Department of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 Ph.D Student, Department of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
3 Professor, Department of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Study on the results of the different membranes performance used in the hydrogen purification and comparing them at the trade off curve for H2/N2 system, have shown that palladium membranes have situated at the suitable position of the curve, so that high permeability (104-105 Barrer) and selectivity (103-104) have been achieved by the Pd membranes for the hydrogen purification. The permeability of silica membranes has also been at the range of 103 to 104 Barrer and their selectivity has been even more than 104 that situated them after Pd membranes at the trade off curve. The permeability of hydroxy sodalite zeolite membranes has been comparable to Pd membranes and at the range of even more than 104 Barrer, but very low selectivity of even less than 10 has been achieved for this kind of membranes. Certainly, it should be mentioned that so desirable selectivities and even infinite selectivity of these membranes have been achieved for the H2/Hydrocarbon systems which are presented at the different sources. Despite of so suitable selectivity, polymeric membranes have very low permeability of hydrogen which should be modified. Although, mixed matrix nanocomposite membranes could solve this problem to some extent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hydrogen purification
  • Polymeric membranes
  • Palladium
  • silica
  • hydroxyl sodalite