1. Мембранные технологии получения сверхчистого водорода. (Решение → 18783)

Заказ №38742

1. Мембранные технологии получения сверхчистого водорода.

Ответ: Как известно, получение водорода путем электролиза воды сопряжено с высокими эксплуатационными затратами, что делает данный способ приемлемым только для решения узкого спектра задач (например, получение водорода для хроматографии). Практически значимым способом получения водорода является его выделение из водородсодержащих газовых смесей. Сегодня в мире наиболее перспективным способом получения сверхчистого водорода (например, с чистотой >99,9999 %, точка росы – 70о С) рассматривается высокоэффективный одностадийный процесс разделения с использованием неорганических мембран на базе палладиевых сплавов. Проницаемость газов осуществляется за счет сложного физико-химического процесса, включающего диссоциативную адсорбцию молекул на одной стороне мембранного сплава, ионизацию атомов, диффузию атомов и ионов через мембрану под действием градиента концентраций, рекомбинацию ионов с электронами, последующую рекомбинацию атомов в молекулы и дальнейшую десорбцию молекул с противоположной поверхности мембраны. Чтобы реализовать данный механизм массопереноса необходимо обеспечить высокую температуру мембранного сплава и перепад давления на мембране. Вследствие экспоненциальной зависимости скоростей этих процессов от потенциалов диссоциации и ионизации молекул селективность проницаемости водорода к другим компонентам промышленных газовых смесей достигает рекордных значений на уровне 1010–1020. Чистота выходящего водорода теоретически может достигать сколь угодно большой величины, а практически определяется степенью герметичности и дефектности мембран (наличием или отсутствием сквозных проколов), возможной диффузией примесей по граням кристаллов и кристаллическим дефектам палладиевых сплавов. Уникальная возможность реализации процесса разделения при повышенных температурах (150–800о С) позволяет совместить процессы производства смесей каталитической конверсии углеводородов, спиртов, эфиров и биогазов с извлечением сверхчистого водорода.

1. Мембранные технологии получения сверхчистого водорода.

1. Мембранные технологии получения сверхчистого водорода.