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Illustration einer Membransäule
Im Allgemeinen werden Gasmembranen aus Polymerfolien zur Rückgewinnung, Reinigung oder Trennung von Gasen verwendet.
Polymere können auf unterschiedliche Weise vernetzt werden, um mechanische Stabilität für verschiedene Molekülschnitte zu erreichen, und das Material, aus dem sie hergestellt werden, kann je nach dem zu behandelnden Gas gemischt werden.
In Öl- und Gasanwendungen, petrochemischen und chemischen Anwendungen ist es oft erforderlich, einen Teil des Gases aus einem Gemisch von Komponenten mit entsprechendem wirtschaftlichem Nutzen zurückzugewinnen oder das Vorhandensein einiger Komponenten zu reduzieren, die bei Freisetzung in die Atmosphäre Auswirkungen auf die Gesundheit haben können.
Die Membran begrenzt die Bewegung der Gasmoleküle, die durch sie hindurchgehen, so dass sich einige Gase langsamer bewegen als andere oder ganz ausgeschlossen sind.
Wenn ein Gas die Membran passiert, wird es in einen Permeat- und einen Etentatstrom getrennt. Das permeierte Gas ist der Teil des Gases, der durch die Membranoberfläche permeiert, während das Retentat der restliche Teil ist, der die Membran nicht durchdringt.
Heutzutage spielen Gastrennverfahren in zahlreichen industriellen Anwendungen eine wesentliche Rolle.
Gastrennung mit Membranen ist eine mögliche Alternative zu herkömmlichen Gastrennverfahren (wie Absorption, Adsorption und Destillation). Die Gastrennung ist ein druckgesteuertes Verfahren, bei dem der Druckunterschied zwischen dem Gaseinlass und dem Gasauslass des Produkts genutzt wird.
Hier wird Schritt für Schritt erklärt, wie ein Gastrennverfahren funktioniert, um eine Gasreinigung zu erreichen:
1) Das Gas tritt in den Flüssigkeitsringverdichter ein.
2) Das Gas wird auf den erforderlichen Druck komprimiert, um die beste Trennleistung zu erzielen.
3) Nach der Verdichtung gelangt das Gas-Flüssigkeits-Gemisch in den Wäscher/Abscheider, der es trennt.
4) Die Flüssigkeit fließt zurück zum Kompressor, während das Gas in die Membranabscheidereinheit eintritt.
5) Auf der Membranstufe werden die erforderlichen Bestandteile zurückgewonnen
Da die Energiekosten ständig steigen, wird die Membrantechnologie für die Gastrennung eine äußerst wichtige Rolle bei der Reduzierung der Umweltbelastung und der Gesamtkosten industrieller Prozesse spielen.
Herkömmliche Technologien wie die kryogene Destillation von Luft, die Kondensation, die kondensierbare organische Dämpfe aus Gasgemischen entfernt, und die Aminabsorption, die saure Gase aus Erdgas entfernt, erfordern einen Phasenwechsel von Gas zu Flüssigkeit, was die Energiekosten erheblich erhöht. Ein Phasenwechsel ist bei der Gastrennung mit Membranen nicht erforderlich. Membranen sind zudem kleiner, so dass sie sich perfekt für Amin-Stripping-Anlagen und Offshore-Gasverarbeitungsplattformen eignen. Sie haben eine relativ kleine Stellfläche, und der Mangel an mechanischer Komplexität bei Membransystemen ist ein weiterer Aspekt, der die Arbeit für die Betreiber vereinfachen kann.
Die Dampfrückgewinnungsanlage (VRU) kombiniert Absorption oder Kondensation und Membranabscheidung. Das System ist so konzipiert, dass unerwünschte Dämpfe entfernt werden, so dass die Betreiber die geltenden Emissionsvorschriften einhalten können. Eine solche Anlage besteht in der Regel aus einem Flüssigkeitsringverdichter, einem Gas-/Flüssigkeitsabscheider, einer Membranstufe und einer Vakuumpumpe (falls erforderlich) Membran-Gasabscheider, die auf der Membranstufe eingesetzt werden, dienen der Rückgewinnung der Gasprodukte.
Die Funktionsweise eines VRU-Systems beruht auf der Beseitigung von Dämpfen, die sich in versiegelten Kohlenwasserstofftanks angesammelt haben, durch Gasverdichtung und Absaugung. Das System zielt darauf ab, die Emissionen aus den Dämpfen von Benzin und anderen Kraftstoffen zu verringern und gleichzeitig wertvolle Kohlenwasserstoffe zurückzugewinnen, die vor Ort verkauft oder als Kraftstoff wiederverwendet werden können.
Als Weltmarktführer in der Flüssigkeitsringtechnologie ist Garo bestrebt, seinen Kunden maßgeschneiderte Produkte und Lösungen für die anspruchsvollsten Anwendungen in der Öl- und Gas-, Chemie- und Petrochemieindustrie zu bieten.
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