En potentielt billig, effektivt og miljøvenligt system til rensning af naturgas

Grundlæggende forskere ved Colorado School of Mines har foreslået et nyt todelt system til adskillelse af urenheder fra naturgas i Journal of Renewable and Sustainable Energy . Naturgas indeholder primært metan, men urenheder i den gasformige blanding skal fjernes, før metanen kan sættes i rørledningen. Det nyligt foreslåede rensningssystem kombinerer to adskillelsesmetoder og, i princippet, lover at forbedre ydeevnen, reducere omkostninger og mindske økologiske bivirkninger sammenlignet med benchmark-teknologier.

Naturgasbehandling er typisk afhængig af højtemperaturteknikker, der medfører høje driftsomkostninger. "Vi foreslår en integreret proces bestående af gashydrater og membraner, at gøre den overordnede proces med rensning af naturgas potentielt mere økonomisk uden højtemperaturdrevne processer, " sagde medforfatter Moises Carreon, en ekspert i membransepareringsteknologier.

Membranteknologi anvender forskellige typer materiale til at filtrere kuldioxid og nitrogen fra rå naturgas. Propan og hydrogensulfid er også ofte til stede og kan påvirke membranens ydeevne negativt. En mulig løsning på dette problem dukkede op, da Carolyn Koh, ekspert i hydrater, Pramod Warrier, postdoc forsker, og Carreon begyndte at tale.

"Hydrater danner hydrogenbundne vandbure, der fanger de gasser, du vil adskille, " sagde Koh. "Det er en potentielt meget selektiv måde at fange disse gasser på." Der kræves forskellige tryk- og temperaturforhold for at danne urenhedshydrater sammenlignet med methanhydrater. Ingeniørerne besluttede at indføre selektiv hydratdannelse som et indledende trin til membranadskillelsen behandle.

I avisen, forskerne brugte veletablerede algoritmer til at bevise gennemførligheden af ​​dannelsen af ​​specifikke hydrater. Disse forhold har et relativt lavt energibehov, hvilket kan gøre det integrerede system økonomisk.

"I dette integrerede system, vi fjerner først alle de grimme kemikalier, der er til stede i naturgas, ved at bruge gashydrater til at producere en renere blanding, " sagde Cameron. Han forklarede derefter, hvordan den renere blanding af gasser er lettere at adskille ved hjælp af membranteknologi.

Hydratdannelse er ikke kun energieffektiv, men også miljøvenlig. Vand er det eneste ekstra materiale, der kræves til gashydratdannelse, og det binder effektivt farlige gasser som hydrogensulfid til den faste hydratform, som forhindrer dets udslip til miljøet. Der er nogle andre forurenende stoffer, der skal fjernes separat, men dette nyligt foreslåede system reducerer miljøpåvirkningen fra de nuværende industrielle processer.

Det integrerede hydrat-membransystem kan også tjene som model for andre molekylære gasseparationer, såsom brintgasrensning.

Ingeniørerne er nu fokuseret på at bevise deres teoretiske koncept. "Vi forsøger at demonstrere, at dette integrerede system effektivt kan adskille naturgasurenheder i laboratorieforsøg, " sagde Carreon. En del af det arbejde vil involvere optimering for at sikre, at hydratstrukturerne dannes nemt og hurtigt, og kan bevare deres stabilitet.