DBU - база данни за проект за почистване на газ с йонни течности
В проекта трябва да бъдат разработени мембрани на основата на йонни течности, които да се използват за почистване на газове в различни области. Фокусът е върху отделянето на сяра и азотни съединения от технически значими газови потоци и отделяне на CO2 от биогаз. Целта на проекта е работещ прототип, с който може да се демонстрира основната приложимост на технологията. Причината за изпълнението на проекта е високата разтворимост на газовете, споменати в йонни течности, и възможността за използване на йонни течности за получаване на стабилни течни мембрани (тъй като йонните течности нямат съответно налягане на парите). Тези предпоставки трябва да формират основата за по-ефективно почистване на газове, съдържащи сяра, азотен оксид или CO2 (например биогаз, димни газове) в сравнение с конвенционалните технологии. По този начин промишлените газови потоци трябва да бъдат почистени с по-малко консумация на материали и енергия и по-специално трябва да се направи възможно ефективното пречистване на биоаза (обогатяване на метан за захранване в мрежата за природен газ).
Резултати и дискусия
Успоредно с тази работа беше извършена работа по разширяване на лабораторните съоръжения. Въз основа на конвенционални мембранни модули (модул за навиване, модул с кухи влакна), модулът за навиване е разработен и произведен от йонни течности за мембраните, тествани тук, така че към края на проекта новият модул също е тестван при условия, които са били възможно най-реалистични. Когато се използват различни носители и йонни течности, понякога се установява, че значителни ефекти от увеличаване, което доведе до по-ниска пропускливост от очакваното. По-специално покритието с голяма площ на материала за носене на мембрана на раната доведе до неадекватни резултати. Перфектното производство на големи мембранни намотки не може да бъде реализирано задоволително въпреки различните подходи.
Изследванията на дългосрочната стабилност на мембраните на IL доведоха до напълно нови открития. Разработен е математически модел за прогнозиране на мембранната стабилност въз основа на експериментални открития. Показано е, че при повишени температури - в зависимост от съответната стабилност на IL - не само се очаква термично индуцирано разлагане на IL, но също така се очаква и изпаряване на йонната течност, особено при планираните високи скорости на газовия поток. Този аспект преди това беше игнориран поради изключително ниското налягане на парите на IL. В това специално приложение обаче беше установено, че йонната течност може да се изхвърли от системата по този начин. Трябва обаче да се изключи отделянето на химикали с до голяма степен неизвестни ефекти върху природата, преди те да могат да се използват за технически цели.
В обобщение, IL-мембранната технология за отделяне на газове се представя като подходяща за лабораторния мащаб. Прехвърляне в по-голям мащаб не може да бъде осъществено по план. Преодоляването на нововъзникналите проблеми ще бъде проучено в по-нататъшна работа.
Връзки с обществеността и презентация
В допълнение към комуникацията на технологията в рамките на заинтересованите индустрии (например биогаз, технология на горивните клетки, GTL), текущи резултати бяха публикувани и на конференции:
- Десети световен конгрес за филтрация, Лайпциг, април 2008 г.
- 27-та беседа за околната среда в Оснабрюк, юни 2008 г.
- Зелени разтворители, Фридрихсхафен, септември 2008 г.
- Годишна конференция на ProcessNet, Карлсруе, октомври 2008 г.
- ACHEMA, Франкфурт, май 2009 г.
Избрани резултати бяха публикувани и в специализирани списания:
- Въглища от петролен природен газ 6 (2009) OG 94
- Физическа химия Химическа физика (2009), 11, 9375-9381
След първата половина на проекта повечето очаквания за тази нова технология могат да бъдат изпълнени. Доказано е, че стабилни мембрани с много добри сепарационни характеристики могат да бъдат произведени в лаборатория. Когато лабораторните резултати бяха мащабирани по-късно, лабораторните резултати засега вече не можеха да бъдат постигнати. Освен това беше показано, че процесите на изпаряване могат да имат важно влияние върху дългосрочната стабилност на IL-мембраните.