Gaswäsche mit ionischen Flüssigkeiten

Ionische Flüssigkeiten für die Gaswäsche

Gaswäsche ist eine weitverbreitete, wichtige Technologie um Verunreinigungen aus Gasen abzutrennen. Hierzu wird typischerweise ein zu reinigendes durch eine Waschflüssigkeit geleitet, die in der Lage ist, die abzutrennenden Verunreinigungen aufzunehmen.

Ionische Flüssigkeiten besitzen besondere Eigenschaftskombinationen, weshalb sie besonders interessante Materialien für die Gaswäsche darstellen:

  • sehr niedriger Dampfdruck

    •  

      • minimiert Verluste durch Verdampfung

      • keine Verunreinigung des Gases durch die Waschflüssigkeit

      • Vermeidung VOC-Emissionen

  • maßgeschneiderte Löslichkeit

    •  

      • einstellbar hinsichtlich bestimmter abzutrennender Verunreinigungen

      • einstellbare Hydrophilie/Hydrophobie

  • hohe chemische und thermische Stabilität

    •  

      • breites thermisches Prozessfenster

      • Möglichkeit zur Kombinierung mit weiteren prozessaktiven Substanzen

  • Prozesssicherheit:

    •  

      • Unbrennbarkeit

      • Biokompatibilität

      • Vermeidung von Korrosion

Die Vorteile ionischer Flüssigkeiten lassen sich zudem noch elegant mit denen von Festkörpern kombinieren, u.a. mit der SILP-Technologie (SILP: supported ionic liquid phase), mit denen es z.B. möglich ist SO2 und NOx aus verschiedenen Trägergasen abzutrennen.[1]

Ein weiterer Ansatz zur Entfernung von Verunreinigungen ist, ionische Flüssigkeiten in Membranen einzubringen, da diese bestehende Infrastrukturen oft leichter nutzen können. Mit dieser auch als SILM bezeichneten Technologie (SILM: supported ionic liquid membrane) ist es möglich bestimmte Gase selektiv zu ad- bzw. zu absorbieren und auf der dem Mischgas abgewandten Seite wieder freizusetzen. Auf diese Weise ist es z.B. mit einer Membran, welche die ionische Flüssigkeit 1-Butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imid, die mit geringen Mengen eines Silbersalzes dotiert worden ist, Ethan von Ethen abzutrennen.

Mit der gleichen Technologie, allerdings mit anderen ionischen Flüssigkeiten, ist es auch möglich, störendes Kohlendioxid aus einem Methan-Luft-Gemisch abzutrennen.[2]

 

 

 

gas separation membrane

Schema 1. Abtrennung von CO2 aus einem Gasgemisch mit der SILM Technologie:
1. Adsorption von CO2 durch die IL in der Polymermatrix
2. Diffusion des CO2 innerhalb der Mebran
3. Desorption auf der anderen Seite der Membran

 

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Text (englisch: Dr. Svetlana Cadu, deutsch Fassung: Dr. Thomas J. S. Schubert); Illustration: Dr. Svetlana Cadu, © IOLITEC 2019.

 

[1] P. K. Kaas-Larsen, P. Thomassen, L. Schill, S. Mossin, A. Riisager, R. Fehrmann, ECS Transactions, 2016, 75, 3-6.
[2] L. M. Galan Sanchez, G. W. Meindersma,  A. B. Haan, Ind. Eng. Chem. Res. 2009, 48, 10650-10656.

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