Konzeption einer Anlage zur Entfernung von Triethylenglykol aus Abwässern der Erdgastrocknung (engl.: Design of a plant for the removal of triethylene glycol from natural gas drying waste water)
Publikation: Hochschulschrift/Abschlussarbeit › Masterarbeit
Beitragende
Abstract
In dieser Arbeit wurde untersucht, ob die adsorptive Reinigung eines mit Triethylenglykol (TEG) verunreinigten, wässrigen Permeats aus der Erdgasförderung technisch und wirtschaftlich durchführbar ist. Zur Charakterisierung der Adsorptionsbedingungen erfolgten Versuche zur Kinetik des Adsorptionsvorgangs sowie zur Ermittlung der TEG-Beladungskapazitäten auf drei verschiedenen Aktivkohlen. Für die untersuchten Aktivkohlen konnte eine maximale TEGAdsorptionskapazität von 243,9 mg/g ermittelt werden. Die unterschiedlichen Adsorptionskapazitäten der drei Aktivkohlen konnten mit der Ausprägung ihres Mikroporenraums in Verbindung gebracht werden. Das Adsorptionsgleichgewicht konnte mit der Langmuir-Isotherme beschrieben werden. Die Adsorptionskinetik folgte dem Ansatz des Pseudo-Second-Order Modells. Das Permeat enthielt neben TEG Spuren von BTEX, welche mit den untersuchten Aktivkohlen ebenfalls abgetrennt werden konnten. Auf Grundlage der gewonnenen Daten erfolgte eine Grobdimensionierung eines Festbettadsorbers für die Permeataufbereitung nach einer eigens modifizierten Variante der Short Cut Methode II von Bathen und Breitbach (2001). Die Adsorberdimension erwies sich aufgrund eines sehr hohen Aktivkohleverbrauchs je Liter Permeat von mindestens 121 g/L GAK2 hinsichtlich der geometrischen Maße und der Betriebsbedingungen als ungünstig. Die Bewertung des Adsorptionsverfahrens ergab, dass es im Verhältnis zur derzeitigen Entsorgungssituation des Permeats unwirtschaftlich ist. Schlussendlich konnte die adsorptive Behandlung des Permeats zum aktuellen Zeitpunkt aus wirtschaftlicher Sicht nicht empfohlen werden.
This work investigated whether the adsorptive purification of an aqueous permeate contaminated with triethylene glycol (TEG) from natural gas production is technically and economically feasible. To characterise the adsorption conditions, experiments were carried out on the kinetics of the adsorption process and to determine the TEG loading capacities on three different activated carbons. A maximum TEG adsorption capacity of 243.9 mg/g was determined for the activated carbons tested. The different adsorption capacities of the three activated carbons could be related to the characteristics of their micropore space. The adsorption equilibrium could be described with the Langmuir isotherm. The adsorption kinetics followed the approach of the pseudo-second-order model. In addition to TEG, the permeate contained traces of BTEX, which could also be separated with the activated carbons investigated. Based on the data obtained, a rough dimensioning of a fixed-bed adsorber for permeate treatment was carried out according to a specially modified variant of the Short Cut Method II by Bathen and Breitbach (2001). The adsorber dimension proved to be unfavourable in terms of geometric dimensions and operating conditions due to a very high activated carbon consumption per litre of permeate of at least 121 g/L GAK2. The evaluation of the adsorption process showed that it was uneconomical in relation to the current permeate disposal situation. In conclusion, the adsorptive treatment of the permeate could not be recommended from an economic point of view at the current time.
This work investigated whether the adsorptive purification of an aqueous permeate contaminated with triethylene glycol (TEG) from natural gas production is technically and economically feasible. To characterise the adsorption conditions, experiments were carried out on the kinetics of the adsorption process and to determine the TEG loading capacities on three different activated carbons. A maximum TEG adsorption capacity of 243.9 mg/g was determined for the activated carbons tested. The different adsorption capacities of the three activated carbons could be related to the characteristics of their micropore space. The adsorption equilibrium could be described with the Langmuir isotherm. The adsorption kinetics followed the approach of the pseudo-second-order model. In addition to TEG, the permeate contained traces of BTEX, which could also be separated with the activated carbons investigated. Based on the data obtained, a rough dimensioning of a fixed-bed adsorber for permeate treatment was carried out according to a specially modified variant of the Short Cut Method II by Bathen and Breitbach (2001). The adsorber dimension proved to be unfavourable in terms of geometric dimensions and operating conditions due to a very high activated carbon consumption per litre of permeate of at least 121 g/L GAK2. The evaluation of the adsorption process showed that it was uneconomical in relation to the current permeate disposal situation. In conclusion, the adsorptive treatment of the permeate could not be recommended from an economic point of view at the current time.
Details
Originalsprache | Deutsch |
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Qualifizierungsstufe | Master of Science |
Gradverleihende Hochschule | |
Betreuer:in / Berater:in |
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Datum der Verteidigung (Datum der Urkunde) | 17 Dez. 2019 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2019 |
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Schlagworte
Forschungsprofillinien der TU Dresden
DFG-Fachsystematik nach Fachkollegium
Fächergruppen, Lehr- und Forschungsbereiche, Fachgebiete nach Destatis
Ziele für nachhaltige Entwicklung
Schlagwörter
- Triethylenglykol, BTEX, Aktivkohle, Adsorption, Adsorptionsisothermen, Adsorptionskinetik, Aktivkohlefilter, Festbettadsorber, Abwasser, Erdgasaufbereitung