 |
De meest gangbare methode om CO2 uit het rookgas van een energiecentrale of fabriek te verwijderen maakt gebruik van chemische oplosmiddelen in water. Deze worden in een absorptiekolom met het rookgas in contact gebracht en binden het CO2 chemisch. In een naastgelegen desorptiekolom wordt het CO2 door verhitting weer uit de oplossing gedreven en het oplosmiddel gerecycled. De gebruikelijke oplosmiddelen zorgen echter voor een hoog energieverbruik, tasten de apparatuur aan door hun corrosieve eigenschappen en verliezen zelf geleidelijk hun effectiviteit door contact met zuurstof. De UT-promovendi Magdalena Majchrowicz en Prachi Singh ontwikkelen en testen nieuwe oplosmiddelen die goedkoper, effectiever en energiezuiniger moeten worden. Hierbij maken zij gebruik van de Kinetic Absorption Test (KAT) unit, een opstelling in Meander die gebouwd werd door UT-technici Benno Knaken en Karst van Bree. Met de KAT-unit kunnen de experimentele oplosmiddelen worden beoordeeld op reactiesnelheid en compatibiliteit met bestaande membranen.
Het hart van het apparaat is een geroerd vat waarin zich een vloeistof- en een gasfase bevinden. Aan de vloeistofkant van het grensvlak vindt de reactie plaats tussen het CO2 uit het rookgas en het oplosmiddel. Deze reactor staat model voor het proces dat in de praktijk in een CO2-absorptiekolom plaatsvindt. Het effect van condities die optreden op verschillende plaatsen in een absorptiekolom kan worden doorgemeten door de gas- en vloeistofsamenstelling in de KAT-unit te variëren. Uit gemeten veranderingen in druk en temperatuur kan de reactiesnelheid van het oplosmiddel met CO2 worden afgeleid. Dit is een belangrijke maat voor de kwaliteit van het oplosmiddel en onmisbare informatie voor het ontwerp van grootschalige absorbers.
 |
Voor het bepalen van de intrinsieke reactiesnelheid worden de experimenten bij zeer lage druk uitgevoerd. De gehele opstelling is daarom vacuümdicht, want een klein lek heeft al snel grote gevolgen voor de nauwkeurigheid van de metingen. Daarnaast wordt de temperatuur zowel in de vloeistof- als in de gasfase gemeten.
Een ander belangrijk onderdeel van de KAT-unit is de membraancontactor (foto boven). Deze component biedt de mogelijkheid om de geschiktheid van de nieuwe oplosmiddelen te testen in combinatie met gangbare (en betaalbare) membranen die mogelijk gebruikt kunnen worden in CO2-absorptie/desorptie installaties.
Serie over hightech
Deze serie over hightechapparatuur is bedoeld om lezers wat meer inzicht te geven in de wondere, voor velen mysterieuze, wereld van het wetenschappelijk onderzoek dat zich binnen de UT afspeelt. Eerdere afleveringen verschenen op 18/6 en 3/9. Er volgen nog afleveringen in oktober, november en december, waarna de serie mogelijk een vervolg krijgt.
Tekst en beeld: Gijs van Ouwerkerk - [email protected]
