Ricercatori fondamentali della Colorado School of Mines hanno proposto un nuovo sistema in due parti per separare le impurità dal gas naturale nel Journal of Renewable and Sustainable Energy . Il gas naturale contiene principalmente metano, ma le impurità nella miscela gassosa devono essere rimosse prima che il metano possa essere immesso nel gasdotto. Il nuovo sistema di depurazione proposto combina due metodi di separazione e, in linea di principio, promette di migliorare le prestazioni, ridurre i costi e diminuire gli effetti collaterali ecologici rispetto alle tecnologie di riferimento.

La lavorazione del gas naturale si basa in genere su tecniche ad alta temperatura che comportano costi operativi elevati. "Proponiamo un processo integrato costituito da idrati di gas e membrane, rendere il processo complessivo di purificazione del gas naturale potenzialmente più economico senza processi guidati da alte temperature, " ha detto il co-autore Moises Carreon, un esperto in tecnologie di separazione a membrana.

La tecnologia a membrana applica diversi tipi di materiale per filtrare l'anidride carbonica e l'azoto dal gas naturale grezzo. Sono spesso presenti anche propano e idrogeno solforato che possono influire negativamente sulle prestazioni della membrana. Una possibile soluzione a questo problema è emersa quando Carolyn Koh, un esperto di idrati, Pramod Guerriero, ricercatore post-dottorato, e Carreon iniziò a parlare.

"Gli idrati formano gabbie d'acqua legate all'idrogeno che intrappolano i gas che si desidera separare, "Si tratta di un modo potenzialmente molto selettivo di intrappolare quei gas." Ha detto Koh. "Per la formazione di idrati di impurità sono necessarie diverse condizioni di pressione e temperatura rispetto agli idrati di metano. Gli ingegneri hanno deciso di introdurre la formazione selettiva di idrati come passaggio preliminare alla separazione della membrana. processi.

Nella carta, i ricercatori hanno utilizzato algoritmi consolidati per dimostrare la fattibilità della formazione di idrati specifici. Queste condizioni hanno un fabbisogno energetico relativamente basso che potrebbe rendere economico il sistema integrato.

"In questo sistema integrato, rimuoviamo prima tutte le sostanze chimiche nocive presenti nel gas naturale utilizzando idrati di gas per produrre una miscela più pura, Ha detto Cameron. Ha poi spiegato come la miscela di gas più pura sia più facile da separare utilizzando la tecnologia a membrana.

La formazione di idrati non è solo efficiente dal punto di vista energetico, ma anche rispettosa dell'ambiente. L'acqua è l'unico materiale aggiuntivo necessario per la formazione di idrati di gas, e sequestra efficacemente gas pericolosi come l'idrogeno solforato nella forma solida di idrato, che ne impedisce il rilascio nell'ambiente. Ci sono altri contaminanti che devono essere rimossi separatamente, ma questo nuovo sistema proposto riduce l'impatto ambientale degli attuali processi industriali.

Il sistema integrato idrato-membrana può anche servire da modello per altre separazioni di gas molecolari, come la purificazione dell'idrogeno.

Gli ingegneri sono ora concentrati sulla dimostrazione del loro concetto teorico. "Stiamo cercando di dimostrare che questo sistema integrato può separare efficacemente le impurità del gas naturale in esperimenti di laboratorio, " ha affermato Carreon. Parte di questo lavoro riguarderà l'ottimizzazione per garantire che le strutture idratate si formino facilmente e rapidamente, e possono mantenere la loro stabilità.