DBU - databáza projektu čistenie plynov iónovými kvapalinami

V rámci projektu sa majú vyvinúť membrány na báze iónových kvapalín, ktoré sa budú používať na čistenie plynov v rôznych oblastiach. Dôraz sa kladie na separáciu zlúčenín síry a dusíka z technicky relevantných tokov plynov, ako aj na separáciu CO2 z bioplynu. Cieľom projektu je funkčný prototyp, s ktorým možno preukázať základnú použiteľnosť technológie. Dôvodom uskutočnenia projektu je vysoká rozpustnosť plynov spomenutých v iónových kvapalinách a možnosť použitia iónových kvapalín na výrobu stabilných kvapalných membrán (pretože iónové kvapaliny nemajú relevantný tlak pár). Tieto predpoklady by mali tvoriť základ pre efektívnejšie čistenie plynov obsahujúcich síru, oxid dusíka alebo CO2 (napr. Bioplyn, spaliny) v porovnaní s konvenčnými technológiami. Týmto spôsobom by sa mali toky priemyselného plynu čistiť s menšou spotrebou materiálu a energie a malo by sa umožniť najmä efektívne spracovanie bioplynu (obohatenie metánom na napájanie do siete zemného plynu).

iónovými


Výsledky a diskusia

Súbežne s touto prácou sa pracovalo na rozšírení rozsahu laboratórnych zariadení. Na základe konvenčných membránových modulov (navíjací modul, modul z dutých vlákien) bol pre tu testované membrány vyvinutý a vyrobený navíjací modul z iónových kvapalín, takže ku koncu projektu bol nový modul testovaný aj v čo najrealistickejších podmienkach. Pri použití rôznych nosných materiálov a iónových kvapalín niekedy dochádzalo k významným zmenšovacím účinkom, ktoré viedli k nižšej priepustnosti, ako sa očakávalo. Najmä veľkoplošný povlak nosičového materiálu navinutej membrány viedol k neadekvátnym výsledkom. Dokonalá výroba veľkých membránových cievok sa napriek rôznym prístupom nemohla uspokojivo realizovať.

Vyšetrovanie dlhodobej stability IL-membrán viedlo k úplne novým poznatkom. Na základe experimentálnych zistení bol vyvinutý matematický model predikcie stability membrány. Ukázalo sa, že pri zvýšených teplotách - v závislosti od príslušnej stability IL - sa dá očakávať nielen tepelne indukovaný rozklad IL, ale že sa dá očakávať aj odparovanie iónovej kvapaliny, najmä pri plánovaných vysokých prietokoch plynu. Tento aspekt bol predtým ignorovaný z dôvodu extrémne nízkeho tlaku pár IL. V tejto špeciálnej aplikácii sa však zistilo, že iónová kvapalina sa môže zo systému vypúšťať týmto spôsobom. Pred použitím na technické účely je však potrebné vylúčiť uvoľňovanie chemických látok, ktoré majú do značnej miery neznáme účinky na prírodu.

Stručne povedané, IL membránová technológia na separáciu plynov sa ukázala ako veľmi vhodná pre laboratórne meradlo. Prevod do väčšieho rozsahu nebolo možné uskutočniť podľa plánu. V ďalšej práci sa skúma prekonávanie novo vznikajúcich problémov.


Vzťahy s verejnosťou a prezentácia

Okrem komunikácie technológie v rámci zainteresovaných priemyselných odvetví (napr. Bioplyn, technológia palivových článkov, GTL) boli na konferenciách zverejnené aj aktuálne výsledky:
- 10. svetový filtračný kongres, Lipsko, apríl 2008
- 27. diskusia o životnom prostredí v Osnabrücku, jún 2008
- Zelené rozpúšťadlá, Friedrichshafen, september 2008
- Výročná konferencia ProcessNet, Karlsruhe, október 2008
- ACHEMA, Frankfurt, máj 2009


Vybrané výsledky boli publikované aj v odborných časopisoch:
- Uhlie z ropného zemného plynu 6 (2009) OG 94
- Fyzikálna chémia Chemická fyzika (2009), 11, 9375-9381

Po prvej polovici projektu bolo možné splniť väčšinu očakávaní týkajúcich sa tejto novej technológie. Ukázalo sa, že stabilné membrány s veľmi dobrým separačným výkonom je možné vyrobiť v laboratórnom meradle. Keď sa laboratórne výsledky neskôr zväčšili, nebolo možné predbežne už laboratórne výsledky dosiahnuť. Ďalej sa ukázalo, že odparovacie procesy môžu mať dôležitý vplyv na dlhodobú stabilitu IL membrán.