DBU - база даних проекту очищення газу іонними рідинами
У рамках проекту мембрани на основі іонних рідин мають бути розроблені та використані для очищення газу в різних областях. Основна увага приділяється виділенню сполук сірки та азоту з технічно важливих газових потоків та виділенню CO2 з біогазу. Метою проекту є функціонуючий прототип, за допомогою якого можна продемонструвати основну придатність технології. Причиною реалізації проекту є висока розчинність газів, згаданих в іонних рідинах, і можливість використання іонних рідин для отримання стабільних рідких мембран (оскільки іонні рідини не мають відповідного тиску пари). Ці передумови повинні стати основою для більш ефективного очищення газів, що містять сірку, оксид азоту або СО2 (наприклад, біогаз, димові гази), порівняно із звичайними технологіями. Таким чином, промислові потоки газу слід очищати з меншими витратами матеріалу та енергії, і, зокрема, слід забезпечити ефективну очистку біоазу (збагачення метаном для подачі в мережу природного газу).
Результати і обговорення
Паралельно з цією роботою проводилась робота з розширення лабораторних приміщень. На основі звичайних мембранних модулів (модуль намотування, модуль з порожнистим волокном) був розроблений і виготовлений модуль намотування з іонних рідин для мембран, що випробовувались тут, так що наприкінці проекту новий модуль також був випробуваний в максимально реалістичних умовах. При використанні різних матеріалів-носіїв та іонних рідин іноді спостерігались суттєві ефекти збільшення масштабу, що призводило до меншої проникності, ніж очікувалося. Зокрема, покриття великої площі матеріалу носія мембрани рани призвело до неадекватних результатів. Досконале виробництво великих мембранних котушок не могло бути здійснено задовільно, незважаючи на різні підходи.
Дослідження довготривалої стабільності IL-мембран призвели до абсолютно нових висновків. На основі експериментальних результатів була розроблена математична модель для прогнозування мембранної стабільності. Було показано, що при підвищених температурах - залежно від відповідної стабільності ІЛ - очікується не тільки термічно розкладений ІЛ, але й очікується випаровування іонної рідини, особливо при запланованих високих витратах газу. Раніше цей аспект ігнорували через надзвичайно низький тиск пари ІЛ. Однак у цій спеціальній заявці було встановлено, що іонна рідина може виводитися із системи таким чином. Однак виділення хімічних речовин, які мають майже невідомий вплив на природу, слід виключити, перш ніж їх можна використовувати в технічних цілях.
Підводячи підсумок, мембранна технологія IL для розділення газів виявилася такою, що підходить для лабораторних масштабів. Перехід до більшого масштабу не вдалося здійснити, як було заплановано. Подолання нових проблем виникне в подальшій роботі.
Зв’язки з громадськістю та презентація
На додаток до передачі технологій у зацікавлених галузях (наприклад, біогаз, технологія паливних елементів, GTL), поточні результати також були опубліковані на конференціях:
- 10-й Світовий конгрес з фільтрації, Лейпциг, квітень 2008 р
- 27-я екологічна бесіда в Оснабрюці, червень 2008 р
- Зелені розчинники, Фрідріхсгафен, вересень 2008 р
- Щорічна конференція ProcessNet, Карлсруе, жовтень 2008 р
- ACHEMA, Франкфурт, травень 2009 р
Окремі результати також були опубліковані в спеціалізованих журналах:
- Вугілля нафтового природного газу 6 (2009) OG 94
- Фізична хімія Хімічна фізика (2009), 11, 9375-9381
Після першої половини проекту більшість очікувань щодо цієї нової технології виправдалися. Було показано, що стабільні мембрани з дуже хорошими характеристиками розділення можуть бути виготовлені в лабораторних масштабах. Коли лабораторні результати були масштабовані пізніше, лабораторних результатів поки що неможливо було досягти. Крім того, було показано, що процеси випаровування можуть мати важливий вплив на довгострокову стабільність мембран IL.