9.3.3. Kísérletek kétkomponensű modellgázelegyekkel

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A tiszta gázokkal nyert elméleti szelektivitásértékek számítását követően gázelegyekkel is tesztelni kell a membrán modult, hogy a valós szelektivitást is meghatározhassuk. Méréseinkhez kezelendő gázként a SIAD Kft.-től beszerzett, 80% metánt és 20% szén-dioxidot tartalmazó kalibrálógázt használtunk.
 
Permeációs kísérletek

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Az előző fejezetben ismertetett módon meghatároztuk a kevert gáz permeátum-térfogatáramát és annak hőmérsékletfüggését. Mivel a gázkeverék komponensei eltérő mértékben jutnak át a membránon, ezért a mérés alatt folyamatosan változik annak összetétele a membráncsövek belsejében. Hogy ez ne okozzon nagymértékű mérési hibát, ezért minden mérés előtt a V4 szelep nyitva tartott állapotában átöblítettük a modult. Az azonos hőmérsékleten végzett méréseket nem együtt, hanem a párhuzamosokat külön vizsgáltuk meg, és csak azután átlagoltuk, hogy szórásuk megegyezett, így igazolva azt, hogy az átöblítés elégséges volt. Ha a szórások eltértek, a méréseket megismételtük. Az eredményeket a 9.3. táblázatban foglaltuk össze és a 9.6. ábrán mutatjuk be.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.3. táblázat. A kevert SIAD-gáz permeátum-térfogatárama (QP) 10 bar nyomáson
Hőmérséklet
[°C]
QP
[STP dm3/min]
Szórás
30
40,32
0,34
40
50,71
0,51
50
60,41
1,23
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.6. ábra. A hőmérséklet és permeátum-térfogatáram (QP) összefüggése SIAD- és a tiszta gázok alapján
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A 9.6. ábráról megállapítható, hogy a mért QP jelentősen elmarad a tiszta gázokból számított értéktől, azonban a hőmérsékletfüggés hasonló lefutású.
 
Szeparációs kísérletek

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A permeációs kísérleteket követően a szeparáció hatékonyságára vonatkozó méréseket végeztünk különböző beállítások (QR/QF) és nyomásarányok (pF/pP) mellett. A mérési eredményeket a 9.4. táblázatban foglaltuk össze.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.4. táblázat. A SIAD-gázminta szeparációs eredményei
Gázszeparáció - SIAD gáz
Mintaszám
pF
QP
QR
pP
QR/QF
pF/pP
CH4
CO2
bar
STP dm3/min
STP dm3/min
bar
-
-
V/V%
V/V%
R1
13
,7
6
,0
58
,0
13
,0
0
,91
1
,05
82
,0
18
,0
P1
13
,3
5
,0
60
,6
13
,0
0
,92
1
,02
80
,0
20
,0
R2
12
,8
14
,2
58
,9
9
,0
0
,81
1
,38
84
,6
15
,4
P2
14
,5
16
,2
67
,4
10
,1
0
,81
1
,40
74
,6
25
,4
R3
13
,5
23
,8
63
,5
7
,3
0
,73
1
,76
89
,1
10
,9
P3
13
,6
24
,2
64
,9
7
,3
0
,73
1
,77
69
,5
30
,5
R4
12
,3
31
,2
60
,5
4
,5
0
,66
2
,42
93
,8
6
,2
P4
11
,8
31
,2
58
,2
4
,5
0
,65
2
,33
62
,6
37
,4
R5
10
,7
50
,4
56
,5
1
,0
0
,53
5
,85
100
,0
0
,0
P5
10
,7
48
,5
56
,1
1
,0
0
,54
5
,85
62
,5
37
,5
R6
13
,1
48
,2
68
,0
3
,0
0
,59
3
,53
98
,6
1
,4
P6
11
,2
40
,2
57
,1
2
,2
0
,59
3
,81
59
,1
40
,9
R7
7
,7
15
,5
133
,0
4
,0
0
,90
1
,74
86
,6
13
,4
P7
7
,0
14
,2
111
,0
3
,5
0
,89
1
,78
64
,9
35
,1
R8
17
,8
24
,5
17
,6
10
,5
0
,42
1
,63
92
,9
7
,1
P8
17
,8
26
,0
19
,2
11
,5
0
,42
1
,50
75
,7
24
,3
R9
2
,5
13
,5
118
,4
0
,0
0
,90
3
,50
93
,2
6
,8
P9
2
,4
12
,6
117
,1
0
,0
0
,90
3
,40
44
,3
55
,7
Megjegyzés: A mintaszámoknál a P jelzés a permeátumra, az R jelzés a retentátumra utal.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Ha a retentátum összetételét vizsgáljuk a nyomásarányok szerint (9.7. ábra), megállapítható, hogy 2,5-es érték felett már előállítható a kívánt, 10%-nál kevesebb szén-dioxidot tartalmazó termék.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.7. ábra. A retentátum összetétele a nyomásarány függvényében 30 °C-on
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A permeátum összetételét vizsgálva látható (9.8. ábra), hogy nagy nyomáskülönbség esetén az átpermeáló nagy mennyiségű metán „felhígítja” a szén-dioxidot, jelentős metánveszteséget okozva.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.8. ábra. A permeátum összetétele a nyomásarány függvényében 30 °C-on
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A retentátum összetételét vizsgálva látható (9.9. ábra), hogy alacsonyabb értékeknél általában tisztább terméket kapunk. Azonban azonos QR/QF értékek mellett a nyomásarány változtatásával nagyobb mértékben befolyásolható a termék összetétele.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.9. ábra. A retentátum összetétele a QR/QF függvényében 30 °C-on
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

A permeátum összetételét vizsgálva (9.10. ábra) megállapítható, hogy az szignifikánsan nem függ a kitermeléstől a vizsgált tartományban.
 

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

9.10. ábra. A permeátum összetétele a QR/QF függvényében 30 °C-on

Jegyzet elhelyezéséhez, kérjük, lépj be.!

Összefoglalva megállapítható, hogy a SIAD kalibráló gázból 90%-os QR/QF értéknél (metánra vonatkoztatva 97%) előállítható 10%-nál kevesebb szén-dioxidot tartalmazó gázelegy a vizsgált UBE CO5 modullal.
Tartalomjegyzék navigate_next
Keresés a kiadványban navigate_next

A kereséshez, kérjük, lépj be!
Könyvjelzőim navigate_next
A könyvjelzők használatához
be kell jelentkezned.
Jegyzeteim navigate_next
Jegyzetek létrehozásához
be kell jelentkezned.
    Kiemeléseim navigate_next
    Mutasd a szövegben:
    Szűrés:

    Kiemelések létrehozásához
    MeRSZ+ előfizetés szükséges.
      Útmutató elindítása
      delete
      Kivonat
      fullscreenclose
      printsave