Framergy reinigt Methan aus Erdgasströmen mit MOFs und Coriolis-Massendurchflussmessern
Mitverfasst von Alicat und Framergy. Diese Forschungsarbeit wurde von der Environmental Protection Agency (EPA) unter der Vertragsnummer 68HERC20C0007 finanziell unterstützt.
Metallorganische Gerüste (MOFs) sind eine neue Klasse von Nanomaterialien, die als feste Adsorptionsmittel sehr effektiv sind und ihre einzigartige "käfigartige" Struktur zum Einfangen von Molekülen nutzen. Aufgrund dieser Eigenschaften wurden MOFs für zahlreiche Anwendungen zur Speicherung, Trennung und Reinigung von Flüssigkeiten untersucht. Das Unternehmen, Framergywar die erste Gruppe, die sich ausschließlich auf die Bereitstellung großvolumiger, hochwertiger und kostengünstiger MOFs konzentrierte, mit dem Ziel, saubere Energie zu revolutionieren.
Die MOFs der AYRSORB™-Reihe von Framergy zeichnen sich durch eine ultrahohe Oberfläche und permanente Porosität aus, um den Einschluss von Molekülen zu maximieren. Diese Eigenschaften machen sie zu einem idealen Adsorptionsmittel für die Modifizierung und Reinigung von Erdgasströmen. Durch die Reinigung von Methan aus einem Erdgasstrom wird während des Verbrennungsprozesses weniger Kohlenstoff erzeugt, was zu einer geringeren Emissionsbilanz führt.
Um die Leistung ihres Produkts für die Erdgasreinigung zu bewerten, musste Framergy einen Pilotversuch einrichten - mit recht anspruchsvollen Prozessanforderungen.
"Nach umfangreichen Untersuchungen und vielversprechenden Ergebnissen im Labormaßstab waren wir zuversichtlich, dass unsere MOF-Technologie ausgereift und bereit für die nächste Stufe ist. Dank der Coriolis-Technologie von Alicat waren wir in der Lage, einen Pilotversuch unter den anspruchsvollen Parametern des Midstream-Erdgasbetriebs durchzuführen."
- Leitender Chemieingenieur, Carlos H. Ybanez
Problem: Suche nach einem Massendurchflussmesser, der den hohen Anforderungen des Pilotversuchs gerecht wird
- Hoher Betriebsdruck - 800 PSIG (MOF-Effizienz steigt mit dem Druck)
- Hohe Umgebungstemperaturen (Pilotstation draußen in Texas mit Höchstwerten von 70-105°F)
- Niedrige Gasdurchsätze (aufgrund der Größe der Adsorptionsmittelsäule und der Adsorptionskinetik)
- Strömungsgas unbekannter Zusammensetzung (genaue molekulare Zusammensetzung des Erdgases unbekannt und uneinheitlich)
- Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen (durch nahe gelegene Kompressoren)
Lösung: Die Alicat Scientifics CODA Coriolis-Massedurchflussmesser
Abbildung Framergy-Feldtestdiagramm
- Präzise Messung von Low-Flow-Flüssigkeiten auch bei unbekannter Flüssigkeitszusammensetzung
- Hohe Druck- und Temperaturanforderungen sind zu bewältigen
- Unempfindlich gegen äußere Schwingungen, ohne dass eine Masseblockierung erforderlich ist
- Totalisatorfunktion zur einfachen Verfolgung des gesamten Gasdurchflusses über die Zeit
Aufbau des Pilotversuchs
Framergys Pilotversuch zur Erdgasaufbereitung
Ergebnisse: Framergy MOFs liefern einen 100% sauberen Methanstrom
- Die Ingenieure erhielten stabile, hochpräzise Messwerte für die im Laufe der Zeit adsorbierten Erdgasmengen.
- Die Messwerte wurden weder durch die Vibrationen in der Nähe noch durch eine veränderte Zusammensetzung des Gasgemischs beeinträchtigt.
- Die Ergebnisse zeigten, dass die MOFs von Framergy einen sauberen Methanstrom von 100% lieferten.
- Die Ingenieure waren in der Lage, weitere Selektivitätstests durchzuführen, indem sie erfolgreich benutzerdefinierte Gasmischungen herstellten und durch ihren Testaufbau leiteten. Die Mischungen bestanden aus unterschiedlichen Gewichtsanteilen von Methan, Ethan, Propan und Butan.
Schlussfolgerung
Framergy war in der Lage, die CODA-Produktlinie von Alicat zu nutzen. Coriolis-Massendurchflussmesser um ihre Prozessanforderungen zu erfüllen, so dass sie robuste MOF-Lösungen mit größerer Erfolgsgarantie anbieten können.