Gebruiker:Mourad-VUB
Scheiding van lucht[bewerken | brontekst bewerken]
Het scheiden van lucht (Engels: ‘Air separation’) wordt gebruikt om de verschillende gassen in lucht te recupereren. Zuurstofgas (O2) en stikstofgas (N2) worden in de meeste gevallen gerecupereerd, maar ook argon (Ar) en neon (Ne) kunnen uit de lucht gehaald worden. Drie technieken worden voornamelijk gebruikt: cryogene destillatie, drukwisseladsorptie en membraantechnologie.
Cryogene destillatie[bewerken | brontekst bewerken]
Zie ‘Destillatie van lucht’ voor het hoofdartikel
Cryogene destillatie is een destillatie die bij extreem lage temperaturen (tussen -180°C en -190 °C) gebeurt. Zuurstofgas, stikstofgas en argon worden hiermee uit de atmosfeer onttrokken.
De techniek berust op het verschil in kookpunt tussen deze stoffen. De CO2 en stof wordt in een eerste stap gefilterd uit de lucht. Vervolgens brengt men het mengsel van O2 N2 en Ar tot een zeer lage temperatuur. Door middel van gefractioneerde destillatie wordt het O2 en N2 uit het mengsel gescheiden. In een tweede stap wordt het Ar gezuiverd van de overblijvende O2 en N2.
Zuiverheden van 99% kunnen behaald worden door scheiding met cryogene destillatie. Deze techniek is het meest geschikt voor grootschalige productie (ton per dag) van zuiver zuurstof, stikstof en argon.
Drukwisseladsorptie[bewerken | brontekst bewerken]
Zie 'drukwisseladsorptie' (PSA) voor het hoofdartikel over dit onderwerp.
Drukwisseladsorptie is een proces waarbij met behulp van variaties in druk, en een adsorbent lucht gaat scheiden.
Zuiver zuurstof[bewerken | brontekst bewerken]
Voor het verkrijgen van zuurstof uit lucht wordt er vacuüm drukwisseladsorptie (VPSA) gebruikt. Dit is een kleine variant van PSA, waarbij er drukken worden gebruikt rond 1 atm. Als adsorbent wordt er gebruik gemaakt van zeolieten.
Met VPSA kunnen zuiverheden behaald worden tot maximaal 95% omdat Argon niet geadsorbeerd kan worden. Deze techniek wordt ook gebruikt in de industrie, maar enkel waar de hoeveelheid zuurstofgas nodig onder 300 ton/ dag blijft.
Zuiver stifkstof[bewerken | brontekst bewerken]
PSA kan ook gebruikt worden om stikstofgas te verkrijgen. Voor deze toepassing zullen moleculaire koolstofzeven gebruikt worden.
Net zoals voor het verkrijgen van zuurstof kan men maar een zuiverheid van maximaal 95% verkrijgen, omdat men de argon niet weg kan krijgen.
Membraantechnologie[bewerken | brontekst bewerken]
Procedure om membranen te maken[bewerken | brontekst bewerken]
Membranen worden uit polymeren gemaakt en worden zo gevouwen dat de stof met een maximale oppervlakte in contact staat. Om ook de investeringskosten te minimaliseren maken we een membraan zo compact mogelijk.
Soorten membranen[bewerken | brontekst bewerken]
De twee belangrijkste hoofdvormen zijn de buisvormige en vlakke plaat membraansystemen. Op hun beurt worden buisvormige membranen onderverdeeld in tubulaire, capillaire en holle vezel membranen. De vlakke membranen worden onderverdeeld in spiraalgewonden en kussen membranen.
Membranen gebruik voor verschillende toepassingen[bewerken | brontekst bewerken]
Voor het scheiden van zuurstof en stikstof wordt Polyphenylene Oxide (PPO) gebruikt. PPO is een thermoplast met een hoog smeltpunt. Het wordt bijna nooit gebruikt in zuivere vorm omwille van bewerkingsproblemen. In de meeste gevallen wordt het als mengsel met polystyreen, slagvast styreen-butadieen-copolymeer of polyamide gebruikt. Voor de scheiding van CO2 gebruiken we poly[1-(trimethylsilyl)-1-propyne] (PTMSP). Men kiest het polymeer omwille van permeabiliteit, oplosbaarheid en diffusiviteit.