Alles over processing en handling van vloeistoffen en gassen

FluidsProcessing.nl
Zoeken

   

   

Blijf op de hoogte!

Blijf op de hoogte!
Lees de maandelijke nieuwsbrief.

Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

Energiezuinige concentratie van processtromen

Stuur per email
Twitter dit bericht

Aquastill timmert met membraandestillatie aan de weg

Download dit artikel als pdf
U krijgt direct een link toegestuurd.
Ook ontvangt u meteen onze nieuwsbrief.
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf geopend.

“Met membraandestillatie kun je in één stap van zoutwater of afvalwater schoon water maken, en dat met relatief weinig energie en onderhoud. Op die manier kun je niet alleen gemakkelijk aan schoon water komen maar ook productstromen concentreren om daar waardevolle producten uit te halen. Deze technologie is inmiddels beschikbaar voor de markt,” zegt Bart Nelemans, directeur van Aquastill in Sittard.

Aquastill is één van de vijf bedrijven in de wereld die in staat zijn om modules voor membraandestillatie te leveren. Het bedrijf heeft contacten met in totaal vijftig bedrijven en dertig universiteiten en onderzoeksinstituten. Diverse bedrijven testen de proefinstallaties van Aquastill of hebben dat al gedaan. Bart Nelemans verwacht dat de verkopen vanaf 2016 gaan lopen. Hij legt uit dat Aquastill bij membraandestillatie gebruik maakt van hydrofobe membranen, die ondermeer van ultrahoog moleculairgewicht polyetheen zijn gemaakt. Net als bij Goretex®-kleding en -schoenen houdt zo’n hydrofoob membraan water tegen maar laat het waterdamp door. Bij een unit van Aquastill stroomt bijvoorbeeld zeewater van 20 tot 25 graden Celsius naar binnen, neemt daar condensatiewarmte op en verlaat de unit weer op een temperatuur van 70 graden. Buiten de unit krijgt het nog een ‘oppepper’ van 10 graden, waarna het bij 80 graden de unit op een andere plaats weer ingaat. Daar stroomt het langs het hydrofobe membraan. Door de hoge temperatuur is de dampspanning van het water hoger. Er verdampt water dat het membraan passeert en vervolgens afkoelt en condenseert

Meer informatie

Complete tekst

DESTILLATIE Erik te Roller Aquastill timmert met membraandestillatie aan de weg “Met membraandestillatie kun je in één stap van zoutwater of afvalwater schoon water maken, en dat met relatief weinig energie en onderhoud. Op die manier kun je niet alleen gemakkelijk aan schoon water komen maar ook productstromen concentreren om daar waardevolle producten uit te halen. Deze technologie is inmiddels beschikbaar voor de markt,” zegt Bart Nelemans, directeur van Aquastill in Sittard. Aquastill is één van de vijf bedrijven in de wereld die in staat zijn om modules voor membraandestillatie te leveren. Het bedrijf heeft contacten met in totaal vijftig bedrijven en dertig universiteiten en onderzoeksinstituten. Diverse bedrijven testen de proefinstallaties van Aquastill of hebben dat al gedaan. Bart Nelemans verwacht dat de verkopen vanaf 2016 gaan lopen. Hij legt uit dat Aquastill bij membraandestillatie gebruik maakt van hydrofobe membranen, die ondermeer van ultrahoog moleculairgewicht polyetheen zijn gemaakt. Net als bij Goretex®-kleding en -schoenen houdt zo’n hydrofoob membraan water tegen maar laat het waterdamp door. Bij een unit van Aquastill stroomt bijvoorbeeld zeewater van 20 tot 25 graden Celsius naar binnen, neemt daar condensatiewarmte op en verlaat de unit weer op een temperatuur van 70 graden. Buiten de unit krijgt het nog een ‘oppepper’ van 10 graden, waarna het bij 80 graden de unit op een andere plaats weer ingaat. Daar stroomt het langs het hydrofobe membraan. Door de hoge temperatuur is de dampspanning van het water hoger. Er verdampt water dat het membraan passeert en vervolgens afkoelt en condenseert Installatie met twaalf parallel geschakelde membraanmodules, die met behulp van membraandestillatie bij lage temperaturen demi-water uit oppervlaktewater maakt. 30 31 Restwarmte benutten “We hebben een simpel proces dat weinig energie vraagt en weinig voorbehandeling behoeft. Je maakt in één stap schoon water en kunt zoutwater sterk concentreren. Bij omgekeerde osmose kost het drie tot vier kilowattuur aan energie om een kubieke meter zoetwater te produceren. Bij membraandestillatie kost dat bij een vergelijkbare concentratie slechts 0,25 kilowattuur per kubieke meter. Dat is dan exclusief de gebruikte restwarmte die anders onbenut zou blijven. Verder bestaat de module alleen uit kunststofmaterialen, zodat we geen last van corrosieproblemen hebben. Ten slotte treedt er bij de gladde hydrofobe membranen veel minder snel vervuiling op. En door het geringe drukverschil over het membraan zetten zich ook geen of nauwelijks verontreinigingen in de poriën van de membranen vast. De module en het membraan zijn kortom minder kwetsbaar en vergen veel minder onderhoud. Het is een technologie met veel potentieel.” Bij mogelijke toepassingen denkt hij aan het concentreren van zout water dat bij de winning van schaliegas vrijkomt. Dit water is weliswaar sterk verdund maar niet geschikt voor irrigatie. Bedrijven in Amerika bergen het in lege gas- of op het folie waarlangs aan de andere kant het binnenkomende zeewater van lagere temperatuur in tegengestelde richting stroomt. Op die manier levert de destillatie zoet water en geconcentreerd zeewater op. Kost alleen elektriciteit De membraandestillatie kost alleen elektriciteit voor het rondpompen van het water door het systeem. De extra warmte voor de 10 graden temperatuursverhoging komt van restwarmte of zonne-energie. Het is geen probleem om die warmte te halen uit industriële reststromen van 90 graden Celsius of lager, warmtestromen waar de industrie doorgaans niets mee kan. “Aangezien de verdampingswarmte weer afgegeven wordt aan het binnenkomende zeewater, gaat de module heel efficiënt met de warmte om. Met de verdampingswarmte van één kilogram water kan wel 10 kilogram zoet water worden gemaakt. Dat is uniek,” aldus Nelemans. Niet zonder trots vertelt hij dat er in de wereld heel wat academische studies zijn gewijd aan hoe je een hydrofoob membraan verlijmd aan een constructie. Aquastill heeft dit probleem opgelost. “Er zijn maar vier tot vijf bedrijven in de wereld die dat kunnen en Aquastill bevindt zich onder de twee bedrijven die dat het beste kunnen,” aldus Nelemans. Membraandestillatie kan technisch gezien concurreren met omgekeerde osmose. Aangezien dit een inmiddels wijd verbreide en gevestigde technologie is om uit zeewater zoet water te winnen en dit sterk gereguleerd is, richt Aquastill zijn pijlen voorlopig op andere kleinschaliger toepassingen. Vallen en opstaan in de valley of death “We zaten een paar jaar op het verkeerde spoor omdat we uitgingen van een vierkante module. Die bleek behoorlijk wat materiaal te moeten bevatten om te zorgen dat het membraan de druk overal kon weerstaan. Dat ging ten koste van de betrouwbaarheid van ons product en bracht bovendien heel hoge kosten met zich mee. Op een gegeven moment zijn we op buisvormige modules overgestapt, waarmee de druk veel gemakkelijker is op te vangen. Verder hebben we veel werk verzet om een geschikt lijmsysteem te vinden,” verklaart Bart Nelemans. Het bedrijf is daarna een stap verder gegaan door dubbel gevouwen membranen, zogeheten envelopes, op te vouwen in de vorm van een ‘Archimedes spiraal’. De opgewarmde stromen komen zo allemaal bij de kern (denkbeeldige as) van de module uit en de koudere stromen bij de buitenwand. Op die manier zorgt de module voor zijn eigen warmte-isolatie. De lengtes van de enveloppen variëren van een halve meter tot 5 meter. In een module passen in totaal 36 envelopes. Het bedrijf bezit twee octrooien: één voor de manier waarop het membraan in de module is opgevouwen en één voor de productietechniek van cilindrische modules. Zonder business angel zou Aquastill niet zo ver zijn gekomen. “Onze aandeelhouder heeft ons in staat gesteld de gehele opschaling van laboratorium naar commerciële toepassing te doorlopen, met andere woorden de valley of death heelhuids over te steken. De ontwikkeling heeft alles met elkaar veel meer tijd en geld gekost dan eerder voorzien. Maar dat verbaast onze aandeelhouder niet. Hij vindt het boeiend om bij een technische ontwikkeling betrokken te zijn, weet dat er veel geld in de ontwikkeling van een technologie en markt gaat zitten maar dat dit op termijn een goed rendement kan opleveren.” Energiezuinige concentratie van processtromen Bart Nelemans, directeur van Aquastill. Installatie waarmee klanten zelf met membraandestillatie kunnen experimenteren. olievelden op of voeren het af naar zee. Met membraandestillatie is het mogelijk om er schoon water uit te halen. Het geconcentreerde water gaat naar zee of wordt teruggepompt in de bodem. Transport kost tot ongeveer 15 dollar per kubieke meter. Daar kan dus flink op bespaard worden. Eén van de Amerikaanse colaproducenten kijkt of het mogelijk is om met membraandestillatie schoon water te winnen uit water dat afkomstig is van een omgekeerde-osmose-installatie. Op die manier hoeft het bedrijf geen extra water in te nemen als het de productie wil opvoeren. Verder denkt Nelemans aan de toepassing van membraandestillatie voor de zoetwatervoorziening op zeejachten. Dit artikel is afkomstig uit Fluids Processing Benelux www.fluidsprocessing.nl © Vezor Media Fluids Processing Nr. 2 - april 2015 Fluids Processing Nr. 2 - april 2015
 
 .
 .
 .