Статья «ИЗВЛЕЧЕНИЕ ВОДОРОДА ИЗ БИНАРНЫХ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ С ПОМОЩЬЮ МЕМБРАННОГО МОДУЛЯ НА ОСНОВЕ ПАЛЛАДИЕВОЙ ФОЛЬГИ С УЧЕТОМ ДЕЗАКТИВАЦИИ МЕМБРАНЫ, "Теоретические основы химической технологии"»

Исследовано извлечение водорода из бинарных газовых смесей с активными (дезактивирующими поверхность мембраны) и пассивными примесями. Эксперименты проводились на многофункцио­нальном мембранном модуле, рабочей областью которого являются газовые камеры, разделенные тонкой фольговой палладиевой мембраной. Введен безразмерный коэффициент дезактивации поверхности мембраны. Получена аналитическая формула для потока из бинарных смесей водорода при заданных его парциальных давлениях на противоположных сторонах мембраны с учетом адсорб­ции-десорбции, расщепления на протоны на поверхности, диффузии последних в решетке металла и рекомбинации Н+. Найдены условия, при выполнении которых поток Н2 можно рассчитывать по модифицируемому уравнению Сивертса. Это уравнение и предположение о полном перемешивании смесей в камерах мембранного модуля позволили построить теоретическую модель извлечения водорода из бинарных смесей в мембранном модуле. Найдена аналитическая зависимость для потока Н2 как функции потоков смесей на входе камер, отношения давлений на противоположных сторонах мембраны, начального состава водородной смеси и коэффициента дезактивации. Используя эту зависимость, предложена методика нахождения этого коэффициента с помощью дополнительных экспериментов. В качестве примера для палладиевой мембраны состава Pd-6%Ru рассчитаны коэффициенты дезактивации для продуктов парового риформинга метана (СО, СО2, СН4, водяного пара). Теоретическая модель была подвергнута экспериментальной проверке на бинарных смесях Н2-5%СО и Н2-20%СО.