Sirve de base para la tecnología de separación del gas por membrana la misma membrana mediante la cual se realiza la separación de los gases. La membrana de separación del gas moderna no representa una lámina o película, sino una fibra.
Para las tecnologías de separación de gases por membrana se usa una membrana moderna de fibras vacías con una capa separadora del gas aplicada a su superficie exterior. La fibra vacía tiene estructura asimétrica compleja; la densidad del polímero crece a medida de acercamiento a la superficie exterior de la fibra. El uso de las bases de fibra vacía con estructura asimétrica permite separar los gases bajo presión alta (hasta 6,5 MPa).
El espesor de la capa de fibra separadora del gas no sobrepasa 0,1 Ωm, lo que asegura una alta penetrabilidad específica de gases a través de la membrana polimérica. El nivel del desarrollo tecnológico existente permite producir los polímeros que poseen de una alta selectividad durante la separación de diferentes gases, lo que asegura el nivel alto de la pureza de productos gaseosos. El módulo de membrana moderno usado para la tecnología de separación de gases por membrana comprende un cartucho de membrana reemplazable y cuerpo. La densidad de la fibra envasada en cartucho llega a 3000 — 35000 metros cuadrados de la fibra por un metro cúbico del cartucho, lo que permite minimizar las dimensiones de las instalaciones de separación del gas.
Imagen esquemática del cartucho de separación del gas
El cuerpo del módulo tiene una tubuladura para la entrada de la mezcla inicial de gases, y dos tubuladuras para la salida de los componentes separados.
La separación de la mezcla con ayuda de la tecnología por membrana se debe a la diferencia entre las presiones parciales en las superficies externa e interna de la membrana de fibra vacía. Los gases que penetran «rápidamente» a través de la membrana polimérica (por ejemplo, H2, CO2, O2, los vapores del agua, hidrocarburos máximos) entran en las fibras y salen del cartucho de membrana por una de las tubuladuras de salida. Los gases que penetran «lentamente» a través de la membrana (por ejemplo, CO, N2, CH4), salen del módulo de membrana por la segunda tubuladura de salida.
| Velocidad de penetración de gases a través del material de la membrana |
|---|
| Gases rápidos | Gases lentos |
 |
| H2O | He | H2 | NH3 | CO2 | O2 | CO | Ar | N2 | CH4 | C2H6 | C3H8 |
