Одной из перспективных технологий получения энергоносителей из возобновляемого сырья является биологическая переработка органических отходов с получением газовых (биогаз, биоводород) или жидких смесей, содержащих, соответственно, метан и водород или низшие спирты. В качестве перспективных систем для выделения энергоносителей из газовых смесей рассмотрены традиционные мембранные системы и предложены оригинальные газо-жидкостные мембранные контакторы (МК), которые отличаются тем, что не требуют проведения предварительного компремирования исходной газовой смеси. После стадии разделения, например, биогаза, может быть получен метан технической чистоты (> 95 %). Основой МК являются непористые высокопроницаемые асимметричные мембраны на основе поливинилтриметилсилана (ПВТМС) с проницаемостью по СО2 более 1500 л/(м2·ч·атм), что полностью удовлетворяет требо ваниям высокопроницаемого и, в то же время, стерильного барьера. В качестве перспективных мембран для МК рассматриваются композиционные мембраны на основе стеклообразного полимера с высоким внутренним свободным объемом – политриметилсилилпропина (ПТМСП), уже получаемые в лабораторных масштабах. Для выделения жидких энергоносителей (биоспиртов) из разбавленных водно-органических растворов (диапазон концентраций органических веществ составляет 1–7 %), получающихся в результате биоферментации, также перспективно применение мембранных методов – первапорации и мембранного выделение органического компонента из паровой фазы. Показано, что органофильные мембраны на основе ПТМСП могут быть с успехом применены для процессов непрерывного извлечения жидких энергоносителей из продуктов переработки биомассы.
One of the prospective technologies of the production of energy carriers from renewable raw material is biological conversion of organic wastes. The products of this conversion are gaseous (biogas, biohydrogen) or liquid mixtures containing methane and hydrogen or lover alcohols respectively. Traditional membrane systems are considered and original gas-liquid membrane contactors (MCs) are proposed as prospective systems for energy carriers recovery (methane, hydrogen) from gas mixtures. MCs do not demand preliminary compression of initial gas mixture. Technical degree methane (> 95 %) can be obtained after the separation stage of biogas. Low energy consumable membrane system is created on the basis of developments of TIPS RAS in cooperation with experts-microbiologists and specialists in mechanical engineering. Developed MCs are based on non-porous high permeable asymmetric polyvinyltrimethylsilane (PVTMS) membrane which shows the permeance level of CO2 more than 1500 L/(m2·h·atm) that completely satisfy requirements of high permeable and sterile barrier. Composite membranes based on glassy polymer with high free volume – polytrimethylsililpropyne (PTMSP) which are already produced in laboratory scale are considered as prospective membranes for MCs. Application of such membrane methods as pervaporation and membrane recovery of organic component from vapour phase is also perspective for recovery of liquid energy carriers (bioalcohols) from diluted water-organic solutions (range of organic substances concentrations is 1–7 %) obtained by biofermentation. It is shown that organophillic PTMSP membranes can be successfully applied for processes of continuous recovery of liquid energy carriers from products of biomass treatment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.