Мембранные системы для выделения энергоносителей из продуктов переработки органических отходов

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.

1. Кириллов Н.Г. // Индустрия. 2002., № 3. С. 113-118.

2. Ягафарова Г.Г., Насырова Л.А. // Нефтегазовое дело. 2006. № 3-4.

3. Le Journal des Energies Renouvelables. 2008. Vol. 186. P. 45–59.

4. Weiland P. // Applied Microbiology and Biotechnology. 2010. Vol. 85. P. 849–860.

5. Stern S.A. // Journal of Membrane Science. 1994. Vol. 94. P. 1-65.

6. Тепляков В.В. // Журнал ВХО им.Д.И.Менделеева. 1987. №6. С. 693-697.

7. Richard W. Baker. Membrane technology and application. 2000. 537 p.

8. Schell W.J., Houston C.D. // Energy Progress. 1983. Vol. 3. P. 96–100.

9. http://www.virtuellesbiogas.at/node/384

10. Beil M., Hoffstede U., Klaas U. // Energie |wasser praxis. 2009. Vol. 1. P. 44–49.

11. Allen M.R., Braithwaite A., Hills C.C. // Environmental Science & Technology. 1997. Vol. 31. P. 1054–1061.

12. Feng, S. Sourirajan, H. Tezel, T. Matsuura. // Journal of Applied Polymer Science. 1991. Vol. 43. P. 1071–1079.

13. Wind J.D., Paul D.R., Koros W.J. // Journal of Membrane Science. 2004. Vol. 228. P. 227 – 236.

14. Paul H., Philipsen C., Gerner F., Strathmann H. // Journal of Membrane Science. 1988. Vol. 36. P. 363 –372.

15. Yeom C.K., Lee S.H., Song H.Y., Lee J.M. // Journal of Membrane Science. 2002. Vol. 198. P. 129 – 143.

16. Feng X., Sourirajan S., Tezel H., Matsuura T. // Journal of Applied Polymer Science. 1991. Vol. 43. P. 1071–1079.

17. Borisevich O.B., Syrtsova D.A., Teplyakov V.V., Khotimskiy V.S., Roizard D. // Desalination. 2004. Vol. 163. P. 267-272.

18. Soon-Hwa Yeon, Ki-Sub Lee, Bongkuk Sea, Yu-In Park, Kew-Ho Lee. // Journal of Membrane Science. 2005. Vol. 257. P. 156-160.

19. Shalygin M., Yastrebov R., Golub A., Beggel F., Khotimskiy V., Teplyakov V. // Proc. of the EMS Conference. Montpellier, France. 2009. P. 455-456.

20. http://www.biohydrogen.nl/everyone

21. Тарасов В.И. // Материалы IV Международного Конгресса "Топливный биоэтанол 2009". 2009.

22. Сергеев В.Н. // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2002. № 4. С. 5-11.

23. Волков В.В., Мчедлишвили Б.В., Ролдугин В.И., Иванчев С.С., Ярославцев А.Б. // Российские нанотехнологии. 2008. № 11-12. С. 67-99.

24. Leland M. Vane. // Journal of Chemical technology & Biotechnology. 2005. Vol. 80. P. 603-629.

25. Srinivasan K., et al. // Chemical Engineering Science. 2007. Vol. 62. P. 2905-2914.

26. Fadeev A.G., et al. // Journal of Membrane Science. 2001. Vol. 186. P. 205-217.

27. Ezeji T.C., Qureshi N., Blaschek H.P. // World Journal of Microbiology & Biotechnology. 2003. Vol. 19. P. 595-603.