Grundforskare vid Colorado School of Mines har föreslagit ett nytt tvådelat system för att separera föroreningar från naturgas i Journal of Renewable and Sustainable Energy . Naturgas innehåller främst metan, men föroreningar i den gasformiga blandningen måste avlägsnas innan metanet kan sättas in i rörledningen. Det nyligen föreslagna reningssystemet kombinerar två separationsmetoder och, i princip, lovar att förbättra prestanda, minska kostnaderna och minska ekologiska biverkningar jämfört med riktmärketeknologier.

Naturgasbehandling beror vanligtvis på högtemperaturtekniker som medför höga driftskostnader. "Vi föreslår en integrerad process bestående av gashydrater och membran, att göra den övergripande processen för rening av naturgas potentiellt mer ekonomisk utan högtemperaturdrivna processer, "sa medförfattaren Moises Carreon, en expert på membransepareringsteknik.

Membrantekniken tillämpar olika typer av material för att filtrera bort koldioxid och kväve från rå naturgas. Propan och svavelväte är också ofta närvarande och kan påverka membranets prestanda negativt. En möjlig lösning på detta problem framkom när Carolyn Koh, en expert på hydrater, Pramod Warrier, postdoktor, och Carreon började prata.

"Hydrater bildar vätebundna vattenburar som fångar upp de gaser du vill separera, "Koh sa." Det är ett potentiellt mycket selektivt sätt att fånga dessa gaser. "Olika tryck- och temperaturförhållanden krävs för att orenhetshydrat ska bildas jämfört med metanhydrater. Ingenjörerna beslutade att införa selektiv hydratbildning som ett inledande steg till membranseparationen. bearbeta.

I tidningen, forskarna använde väletablerade algoritmer för att bevisa genomförbarheten av specifika hydratbildning. Dessa förhållanden har ett relativt lågt energibehov som kan göra det integrerade systemet ekonomiskt.

"I detta integrerade system, vi tar först bort alla otäcka kemikalier som finns i naturgas med hjälp av gashydrater för att producera en renare blandning, "Sade Cameron. Han förklarade sedan hur den renare gasblandningen är lättare att separera med hjälp av membranteknologi.

Hydratbildning är inte bara energieffektiv utan också miljövänlig. Vatten är det enda extra material som krävs för gashydratbildning, och det avlägsnar effektivt farliga gaser som vätesulfid till fast hydratform, som förhindrar utsläpp i miljön. Det finns några andra föroreningar som måste tas bort separat, men detta nyföreslagna system minskar miljöpåverkan från de nuvarande industriella processerna.

Det integrerade hydrat-membransystemet kan också fungera som en modell för andra molekylära gasseparationer, såsom vätgasrening.

Ingenjörerna fokuserar nu på att bevisa sitt teoretiska koncept. "Vi försöker visa att detta integrerade system effektivt kan separera naturgasföroreningar i laboratorieexperiment, "sade Carreon. En del av det arbetet kommer att innebära optimering för att säkerställa att hydratstrukturerna bildas enkelt och snabbt, och kan bibehålla sin stabilitet.