Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Превращение коммерческих керамических мембран в первую ступень мембран для разделения CO2 после сжигания

Софи Серно, Венсан Жермен, Жиль Франсиско, Давид Корню, Седрик Луба, Эрик Лурадур, Андре Ларбо и Эрик Прузе

В этом отчете описывается, как коммерческие трубчатые керамические мембраны, изначально разработанные для фильтрации жидкостей, могут быть модифицированы для обеспечения основных компонентов разделения первой стадии очистки дымовых газов и обогащения при разделении CO2 после сжигания. Коммерчески доступные трубчатые керамические мембраны NanoFiltration (NF) были превращены в мембрану для разделения CO2 с помощью двухэтапного процесса, включающего дополнительное керамическое покрытие и химическую прививку. Сочетание керамического покрытия и химической прививки радикально изменяет свойства мембраны и превращает мембрану, изначально разработанную для фильтрации жидкостей, в мембрану, которая демонстрирует селективность CO2 по сравнению с N2, противоположную селективности на основе Кнудсена, с идеальной селективностью CO2:N2 2,3. Второй этап этого исследования был посвящен снижению стоимости мембраны, начиная с керамической подложки с низкой ультрафильтрацией (UF) 200 нм, специально изготовленной для этого применения вместо мембраны NF. После успешного покрытия керамических мембран 5 нм и 1 нм эта мембрана, привитая коммерческой молекулой фторсилана, была испытана на чистое газопроницание CO2 и N2 с идеальной селективностью CO2:N2=3. Наконец, та же мембрана, привитая глимо, была испытана на разделение смеси CO2 (20%):N2 (80%) и в зависимости от ступени пропускания. Селективность CO2:N2 4 была получена для ступени 0,5 и даже выше (селективность CO2:N2=14) для низких ступеней, обычно используемых для тестирования плотных полимерных мембран. Эти результаты показывают, что коммерческие керамические пористые мембраны могут быть использованы в качестве исходных элементов для первой стадии очистки газа после сгорания CO2 и обогащения CO2.