Nieuwsbank

Schrijft, screent en verspreidt persberichten voor journalistiek, search en social media. Hét startpunt om uw nieuws wereldkundig te maken. Ook voor follow-ups, pitches en korte videoproducties.

ECN voorziet omwenteling in de chemische industrie

Datum nieuwsfeit: 20-08-1999
Vindplaats van dit bericht
Bron: Razende Robot Reporter
Zoek soortgelijke berichten

ECN voorziet omwenteling in de chemische industrie

Petten, 20 augustus 1999

ECN ontwikkelt keramische membranen die thermisch, chemisch en mechanisch zeer stabiel zijn. Om veel vierkante meters te kunnen maken worden de membranen buisvormig gemaakt. De buizen worden laag voor laag opgebouwd uit oxides van metalen als aluminium, silicium, titanium en zirkonium. Nadat een laag is aangebracht, wordt hij 'gesinterd', jargon voor 'gebakken'. Dat gebeurt onder nauwkeurige voorwaarden om ;poriën; van de gewenste grootte te krijgen. De laatste laag van het membraan, de fijnste, bepaalt de toepassing. ECN onderzoekt voor bijzondere toepassingen ook membraanlagen van palladium, al of niet in combinatie met zilver, en zeolieten. De experimenten worden zo mogelijk in samenwerking met de industrie 'opgeschaald'.

Membranen

ECO Ceramics heeft ECN-membranen met poriën vanaf 0,1 micron in produktie genomen. Ze worden gebruikt voor microfiltratie. Op eigen terrein heeft ECN een installatie staan waarin radioactief afvalwater wordt verwerkt. Zeven eenheden met elk een membraanoppervlak van twee vierkante meter, opgebouwd uit 98 buizen van 85 centimeter lang, filtreren -- zo nodig volcontinu -- het aangevoerde afvalwater. Wat rest is water dat zo de zee in kan en slib dat wordt gedroogd en opgeslagen.

ECN installatie voor zuivering radioactief afvalwater

Maar ECN zoekt vooral naar fijnzinnige scheidingen die energie kunnen besparen. Waterstof staat in het centrum van de belangstelling omdat het een grote rol in de energievoorziening zal gaan spelen en in de (petro)chemische industrie meestal voorkomt in hete mengsels met gassen als ethaan en propaan. Nu worden die gescheiden door ze samen te persen en af te koelen zodat de gassen in volgorde van condensatie kunnen worden afgevoerd. Daarna moeten ze vaak weer op hoge temperatuur worden gebracht. Al deze stappen kosten uiterst veel energie.

De membranen van ECN kunnen goed tegen hoge temperaturen en drukken en kunnen uit een mengsel van bijvoorbeeld twintig procent waterstof en tachtig procent propaan in één klap vrijwel zuivere waterstof filtreren. Bepaalde palladiummembranen kunnen uit mengsels met nog minder waterstof zelfs direct 99,9 procent zuivere waterstof vrijmaken. Die vinden binnenkort dan ook hun weg naar een experimentele auto die op waterstof rijdt. Ook kan met membranen de ligging van een chemisch evenwicht in een gewenste richting verschoven worden door uit het reactiemengsel selectief een gas te filtreren. Met keramische pervaporatie membranen kan bijvoorbeeld ongewenst water uit organische vloeistoffen als alcohol worden verwijderd. Ze kunnen complete destillatiekolommen vervangen. Een vierkante meter van het goede membraan laat in een dag uit dertigduizend liter het water verdwijnen.

Laboratoriumexperiment membranen

Hoewel het in al deze gevallen laboratoriumexperimenten betreft en keramische membranen nog betrekkelijk duur zijn, is ECN ervan overtuigd dat ze een revolutie in de chemische industrie zullen veroorzaken.

Interview met Henk van Veen: 'Over tien jaar zijn er veel destillatietorens weg.'

"Ga naar willekeurig welke chemische industrie en je ziet enorme destillatietorens om mengsels te scheiden. Bijna veertig procent van het energieverbruik gaat eraan op. Ik zeg altijd 'ze zijn heel mooi maar over tien jaar staan ze er niet meer want dan doen onze membranen dat'.

Een membraan is een zeef met, laat ik maar zeggen, uiterst kleine gaatjes, soms ter grootte van een molecuul. In 1748 zag ene Nollet dat water sneller door een varkensblaas ging dan wijn en in 1823 maakte Doebereiner een membraan van glas. Dat onderscheid tussen organische en anorganische materialen, tussen polymere en keramische membranen, wordt nog steeds gemaakt. ECN onderzoekt de anorganische omdat die slijtvaster zijn en beter tegen hoge temperaturen en aggressieve chemicaliën kunnen.

Voor de eerste grote industriële installatie van keramische membranen is tijdens de tweede wereldoorlog het voor de buitenwereld afgesloten stadje Oak Ridge gebouwd. In het kader van het geheime Manhattan-project voor de ontwikkeling van de atoombom werd er een hal van 150 bij 150 bij 10 meter opgetrokken -- ik ben er wel eens geweest -- om uranium te verrijken. Maar de kennis die dat opleverde was 'strictly classified'. De eerste beschikbare resultaten over grootschalige toepassing van membranen kwamen na de oorlog uit Frankrijk.

Membranen

ECN, toen nog Reactor Centrum Nederland, deed eind jaren vijftig bij de verwerking van uraniumoxide zelf voor het eerst ervaring op met keramische materialen. Vijftien jaar geleden begon het onderzoek naar keramische membranen toen ECN met de technische universiteit Twente ging samenwerken aan membranen om gasmengsels te scheiden. Bij processen in de industrie worden vaak enorme temperatuursprongen gemaakt. Gasmengsels, die bij temperaturen van honderden graden boven nul ontstaan, worden daarna tot soms wel honderd graden onder nul afgekoeld om ze te kunnen scheiden. En daarna weer opgewarmd om verder te kunnen reageren. Maar onze membranen maken die temperatuursprongen overbodig.

Ze kunnen de gassen scheiden bij hoge temperaturen. Sinds kort gebruiken we ze ook voor zo geheten pervaporatie. Uit een mengsel van vloeistoffen verdampt er dan één, terwijl bij destilleren altijd alle vloeistoffen verdampen. In al die gevallen kan met onze membranen soms wel negentig procent op de energiekosten worden bespaard. Bovendien doen ze het meestal beter dan bijvoorbeeld organische. Dat is allemaal niet alleen voor ons van groot belang maar ook voor onze partners, bedrijven die ervan zijn overtuigd dat we goud in handen hebben.

Henk van Veen

Nee, ik kan niet vertellen met wie we allemaal samenwerken en wat we allemaal kunnen. Maar we hebben een aantal octrooien. En zullen er nog veel verwerven."


Voor meer informatie:
ing. Henk M. van Veen
ECN Energy Efficiency
Tel.: 0224-564606
Fax.: 0224-563615
E-mail: (vanveen@ecn.nl)




Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN), Postbus 1, 1755 ZG Petten
Laatste wijziging: 20 augustus 1999
Informatie: (info@ecn.nl)

reageer via disqus

Nieuwsbank op Twitter

Gratis persberichten ontvangen?

Registreer nu

Profiteer van het gratis Nieuwsbank persberichtenfilter

advertentie