Membrane-based removal of volatile methylsiloxanes from biogas

Ajhar, Marc; Wessling, Matthias

doi:3923

Membrane-based removal of volatile methylsiloxanes from biogas = Membranbasierte Abtrennung von flüchtigen Methylsiloxanen aus Biogas

Ajhar, Marc (Author)

2012

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Marc Ajhar

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2012

Umfang136 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2011

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Wessling, Matthias (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2011-12-16

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-39237
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/64099/files/3923.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik und Institut für Verfahrenstechnik (416110)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Membran <Verfahrenstechnik> (Genormte SW) ; Deponiegas (Genormte SW) ; Biogas (Genormte SW) ; Gasreinigung (Genormte SW) ; Silicium (Genormte SW) ; Siloxane (Genormte SW) ; Spurengas (Genormte SW) ; Ablagerung (Genormte SW) ; Ingenieurwissenschaften (frei) ; Ablagerungen (frei) ; siloxanes (frei) ; deposits (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Diese Arbeit befasst sich mit der Entfernung flüchtiger Methylsiloxane aus biogenen Gasen mittels dichter, gummiartiger Membranen. Zum Inhalt: a) Ausführliche Zusammenstellung sowohl heute bereits angewandter als auch aktuell erforschter Verfahren zur Siloxanentfernung,b) Untersuchung einer verlässlichen Probenahme und Siloxananalytik,c) Screening verschiedener gummiartiger Polymere, um deren Eignung als siloxan-selektives Membranmaterial abzuschätzen,d) Bestimmung der Siloxan-Trennleistung einer Silikonmembran, sowohl unter Verwendung synthetischen Biogases unter Laborbedingungen, als auch in größerer Ausführung mit realem Deponiegas, e) Auslegung einer geeigneten Membranstruktur, d.h. theoretische Überlegungen bezüglich der Dicke der aktiven Trennschicht und der porösen Stützschicht,f) Vergleich zwischen dem Stand der Technik (Aktivkohleadsorption) und membranbasierten Verfahren.Geeignete Polymere für die Siloxanentfernung existieren, jedoch sind diese heute nicht kommerziell als Membranmaterial erhältlich. Pebax®2533 ist besonders hervorzuheben. Die Nutzung einer aus diesem Material angefertigte Membran hat das Potenzial, zum neuen Stand der Technik zu werden.

This work investigates the removal of volatile methylsiloxanes (VMS) from biogas using dense, rubbery membranes. It consists of the following:a) thorough overview of already established and still developing siloxane removal technologies,b) detailed investigation of a viable sampling and analytical method,c) screening of different elastomers to identify siloxane-selective membrane materials,d) design of a suitable membrane structure, i.e. theoretical considerations about the thicknesses of the active separation layer and the porous support layer,e) assessment of the siloxane separation performance of a silicone membrane module using both synthetic gas under laboratory conditions and real landfill gas,f) comparison between the state-of-the-art technology (adsorption on activated carbon) and membrane-based processes.Suitable polymers for siloxane removal from biogas exist, however, they are not commercially available as membranes. Among the elastomers studied, Pebax®2533 is particularly promising. The use of a membrane made of this material could potentially become new state-of-the-art technology.

Fulltext:
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