Fundamentele onderzoekers van de Colorado School of Mines hebben een nieuw tweedelig systeem voorgesteld voor het scheiden van onzuiverheden uit aardgas in de Tijdschrift voor hernieuwbare en duurzame energie . Aardgas bevat voornamelijk methaan, maar onzuiverheden in het gasmengsel moeten worden verwijderd voordat het methaan in de pijpleiding kan worden gebracht. Het nieuw voorgestelde zuiveringssysteem combineert twee scheidingsmethoden en in principe, belooft de prestaties te verbeteren, kosten te verlagen en ecologische neveneffecten te verminderen in vergelijking met benchmarktechnologieën.

De verwerking van aardgas is doorgaans afhankelijk van technieken bij hoge temperatuur die hoge bedrijfskosten met zich meebrengen. "We stellen een geïntegreerd proces voor dat bestaat uit gashydraten en membranen, om het algehele proces van het zuiveren van aardgas mogelijk zuiniger te maken zonder processen op hoge temperatuur, " zei co-auteur Moises Carreon, een expert in membraanscheidingstechnologieën.

Membraantechnologie past verschillende soorten materiaal toe om koolstofdioxide en stikstof uit ruw aardgas te filteren. Propaan en waterstofsulfide zijn ook vaak aanwezig en kunnen de membraanprestaties negatief beïnvloeden. Een mogelijke oplossing voor dit probleem ontstond toen Carolyn Koh, een expert in hydraten, Pramod krijger, postdoctoraal onderzoeker, en Carreon begon te praten.

"Hydraten vormen waterstofgebonden waterkooien die de gassen vasthouden die je wilt scheiden, Koh zei. "Het is een potentieel zeer selectieve manier om die gassen op te vangen." Er zijn verschillende druk- en temperatuuromstandigheden vereist voor de vorming van onzuivere hydraten in vergelijking met methaanhydraten. De ingenieurs besloten om selectieve hydraatvorming in te voeren als een voorbereidende stap voor de membraanscheiding Verwerken.

In de krant, de onderzoekers gebruikten gevestigde algoritmen om de haalbaarheid van de vorming van specifieke hydraten te bewijzen. Deze omstandigheden hebben een relatief lage energiebehoefte die het geïntegreerde systeem economisch zou kunnen maken.

"In dit geïntegreerde systeem we verwijderen eerst alle vervelende chemicaliën die aanwezig zijn in aardgas met behulp van gashydraten om een ​​zuiverder mengsel te produceren, " zei Cameron. Vervolgens legde hij uit hoe het zuiverdere mengsel van gassen gemakkelijker te scheiden is met behulp van membraantechnologie.

De vorming van hydraat is niet alleen energiezuinig, maar ook milieuvriendelijk. Water is het enige extra materiaal dat nodig is voor de vorming van gashydraat, en het sequestreert effectief gevaarlijke gassen zoals waterstofsulfide in de vaste hydraatvorm, waardoor het vrijkomen in het milieu wordt voorkomen. Er zijn enkele andere verontreinigingen die afzonderlijk moeten worden verwijderd, maar dit nieuw voorgestelde systeem vermindert de milieu-impact van de huidige industriële processen.

Het geïntegreerde hydraat-membraansysteem kan ook als model dienen voor andere moleculaire gasscheidingen, zoals waterstofgaszuivering.

De ingenieurs zijn nu gefocust op het bewijzen van hun theoretische concept. "We proberen aan te tonen dat dit geïntegreerde systeem aardgasonzuiverheden effectief kan scheiden in laboratoriumexperimenten, " zei Carreon. Een deel van dat werk zal optimalisatie omvatten om ervoor te zorgen dat de hydraatstructuren zich gemakkelijk en snel vormen, en kunnen hun stabiliteit behouden.