Membranas, proceso para la Separación de Gases Atmosféricos

La separación de gases a través de membranas se basa en la interacción física o química de los gases con el material de la membrana, provocando que un gas pase a través de ella más rápido que otro. Existen diferentes tipos de membranas en función de los materiales que la componen (biológica o sintética, orgánica o inorgánica), así como en función de su estructura, su disposición física, su modularidad o su escalabilidad.

No obstante, en todos los casos, consisten en una capa de material que permite a una sustancia pasar a través de él, mientras está bloqueando a otra. La selectividad por una determinada substancia se basa en el tamaño de partícula, en la fase del material (líquido, gas) o en la solubilidad. Normalmente la separación se produce en presencia de una fuerza, como una diferencia de presión, temperatura o concentración entre un lado y otro de la membrana.

La difusión y disolución de gases es diferente en función del tipo de material absorbente. Aplicar diferencias de presión a ambos lados de la membrana facilita la permeabilidad. El producto del coeficiente de solubilidad y el coeficiente de difusión determina el grado de permeabilidad. Por el contrario, las membranas no tienen un alto poder de separación y suele ser necesario aplicar varias etapas de separación, o recircular los gases para conseguir su separación de forma adecuada. Y el grado de pureza o concentración requerido.

Aparte de las membranas de separación, existen las de absorción, que utilizan microporos sólidos como superficie de contacto entre un gas y un líquido absorbente. En este caso, la membrana actúa como filtro selectivo y el líquido como absorbente del gas seleccionado.

Fuente: Elaboración propia

Referencias:

1. 2008 EU Carbon Capture and Storage (CCS) Demonstration Programme Report. European Technology Platform for Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (ZEP), 2008. 40 p.
2. CHIN, S.L.; et all. Advances in Intense Femtosecond Laser Filamentation. En: Laser Physics, On line. Moscú, Rusia, septiembre 2011. 53 p. DOI: 10.1134/S1054660X11190054.
3. CO2 Capture and Storage (CCS) – Matrix of Technologies. Zero Emissions Platform. 102 p.
4. COUAIRON, A.; MYSYROWICZ, A. (2007) Femtosecond filamentation in transparent media. En: Physics Reports–Review Section of Physics Letters 441. Ámsterdam, Holanda. Pp. 47–189.
5. IEA. Technology Roadmap. Carbon capture and storage. París, Francia: IEA Publications, 2013. 63 p.
6. JIMMY L. H., GEORGE E. K. Separation Process Techniques. 2ª ed. Nueva York, USA: McGraw–Hill, 1997. 408 p. ISBN: 0–07–031173–0.
7. MARX, C. Hydrogen and Power Generation Using Chemical Looping: Potential of hydrogen and power generation from natural gas with quantitative carbón capture using chemical looping technology. Aurora, Illinois, USA: Paperbackshow, 2010. 400 p. ISBN: 3639159306.
8. PADILLA. C.; et all. Evaluación técnico-económica, CENIT VIDA Valorización Integral de Algas, rev. 1. Madrid, España: Iberdrola Ingeniería y Construcción, Mayo 2013. 41 p. E.II.4.
9. PADILLA. C.; et all. Informe sobre estudio del arte en tecnologías de Captura de CO2, Innpacto SIGMA, rev. 0. Madrid, España: Iberdrola Ingeniería y Construcción, diciembre 2011. 51 p. E2.1.
10. PADILLA. C.; et all. Informe sobre estudio del arte en tecnologías de Separación de Gases Atmosféricos y su valorización industrial, Innpacto SIGMA, rev. 0. Madrid, España: Iberdrola Ingeniería y Construcción, Enero 2012. 18 p. E2.2.
11. PERRY, R. H. et al. Manual del Ingeniero Químico. Tomos IV y V. 6ª ed. Nueva York, USA: McGraw–Hill, 1994. 2557 p. ISBN: 968–422–096–0.
12. PHILIP, A. S. Handbook of Separation Techniques for Chemical Engineers. 3ª ed. Nueva York, USA: McGraw–Hill, febrero 1997. 1200 p. ISBN: 0–07–057061–2.
13. VIAN ORTUÑO, A. Introducción a la química industrrial. 2ª ed. Barcelona, España: Reverté, 1999. 636 p. ISBN: 978–84–291–7933–0.