View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

4.5 Entschwefelung durch Pervaporation
was jedoch im Gegensatz zu den Ergebnissen aus den Versuchen zur Optimierung der Betriebsbedingungen
steht.
4.5.5 Screening von Membranen zu Anreicherung des Schwefelgehalts im Permeat
Die Ergebnisse der Versuche zur Entschwefelung von Jet A-1 durch Pervaporation zeigten,
dass aufgrund des großen Anteils der hochsiedenden Schwefelverbindungen mit aromatenselektiven
Membranen keine ausreichende Anreicherung des Schwefelgehaltes im Permeat
erreicht werden kann. Als Einsatzmöglichkeit kann jedoch eine aromatenselektive Membran
zur weiteren Entschwefelung des Permeats der Membran M-3 genutzt werden. Das Permeat
der Membran M-3 enthielt vorwiegend alkylierte Thiophene, die aufgrund des höheren
Dampfdrucks bereits bei geringeren Temperaturen durch die Membran permeieren. Da keine
ausreichenden Permeatmengen der Membran M-3 für Versuche zur Verfügung standen,
wurden Vorversuche mit einer leichtsiedenden Teilfraktion des Kraftstoffs Jet A-1-A durchgeführt,
die mittels einer Fraktionierung durch destillative Abtrennung hergestellt wurde. Zur
Übersicht sind die Versuchsergebnisse in Abb. 4-11 zusammengestellt.
Anreicherungsfaktor
4,0
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
Fluss / (kg / h m 2 )
Abb. 4-11: Leistungsdaten der Membranen M-2 und M-5 mit leichtsiedenden Fraktionen des
Kraftstoffs Jet A-1 A bei TPermeat = -196°C; Die detaillierten Versuchsparameter
sind dem Anhang (Kap. 9.2.2) zu entnehmen [136, 123]
Mit der Membran M-2, die bei einem Permeatdruck von 1 mbar mit bis zu 110°C betrieben
werden konnte, wurde für eine 20 %(Vol.) Destillatfraktion ein Anreicherungsfaktor von maximal
1,56 erzielt. Der transmembrane Fluss lag jedoch bei den untersuchten Betriebspunkten
unter 0,062 kg/h m 2 [136, S. 30ff.]. Bessere Ergebnisse konnten mit der Membran M-5 für
eine 50 %(Vol.) Fraktion erzielt werden. Die Versuche wurden bei einem Permeatdruck von
im Mittel 4 mbar und einer Temperatur von 134°C durchgeführt. Mit dieser Membran konnte
ein Anreicherungsfaktor von 3,084 erreicht werden, während der Fluss unter der Annahme
einer Schichtdicke von 1,5 m mit 0,38 kg/h m 2 immer noch deutlich unter den Werten für die
erste Membranstufe mit der Membran M-3 lag.
M-5
M-2
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