Gruppe for separasjons- og miljøteknikk, IKP Faglærere og veiledere: Tom-Nils Nilsen May-Britt Hägg Jens-P Andreassen Norvald Nesse D. Malthe-Sørenssen Phd og postdoc/forskere, medveiledere:

Separasjon og miljøteknikk Vi utvinner, renser og fremstiller nye produkter og rydder opp ved å - rense gasser - rense vann - felle ut forurensninger Vårt fokus er derfor på: miljøvennlig og fornybar energi (CO2-fjerning, H2, bioenergi og saltkraft materialer; (nanostrukturerte membraner for gass og væske) Krystallisasjon og partikkeldesign; (optimalisering av farmasøytiske produkter, kontrollert utfelling av salter i olje- og gassindustri, og som fremstillingsmetode for avanserte materialer )

Fordypningstemaer TKP13 Gassrensing (Lie/Svendsen) Gassrensing ved absorpsjon med bl.a - diffusjon og masseoverføring - likevekter i gass-væskesystemer - kjemisk kinetikk - CO2 , SO2 , H2S , organiske forurensninger (VOC) - litt om gassrensing med membraner - internasjonale avtaler & lovverk TKP14 Membranseparasjon og adsorpsjon (Lindbråthen) - membranmaterialer, struktur og egenskaper - transport i porøse og kompakte membraner - membranprosesser i gass- og væskefase - dimensjonering av membrananlegg. - overflatekrefter og mikroporøse materialer er også viktig i adsorpsjonsprosesser som har mange felles mekanismer med membranseparasjon. TKP15 Krystallisasjon og partikkeldesign (Andreassen/Malthe-Sørenssen) - generell teori for utfelling og krystallisasjon fra væskefase - termodyanmikk og kinetikk for nukleering og vekst av krystaller - krystallform, gitterstruktur, størrelsesfordeling - utforming og dimensjonering av industrielle krystallisatorer

KRYSTALLISASJON OG FELLING Førsteamanuensis Jens-Petter Andreassen Professor II Dick Malthe-Sørenssen 2 PhD –studenter 1 postdoc Samarbeid i NFR-prosjekter: SINTEF, IFE, TEL-TEK (HiT) Industripartnere: Statoil, GE HealthCare, Dyno Nobel, Aker Kværner, BG-Group, Conoco Phillips, Shell, Hydro, Total, PetroBras Krystaller av røntgenkontrastmiddel, GE HealthCare Krystallisasjon som rense- og separasjonsmetode – med fokus på krystallkvalitet, separering av krystaller fra væskefase og egenskapene til det resulterende tørre pulveret (samarbeid med Tel-tek og HiT). Prosjektoppgave: Betydning av krystallstørrelse og form for filtreringshastigheten av farmasøytiske produkter

Etylenglykol (MEG-LOOP) for gasshydratinhibering Kontrollere utfelling ved olje- og gassprosessering Studier av kinetikk for nukleering og vekst av faste partikler. Etylenglykol (MEG-LOOP) for gasshydratinhibering Injeksjon av MEG påvirker utfelling av salt i injeksjonspunktet Eller i utstyr på land

Scaling - hvordan og hvor? Oppgave 1 Oppgave 2 Selv om betingelsene er til stede for utfelling (termodynamisk) så vil kinetikken være bestemmende fro når utfelling inntrer (induksjonstid). Ferske resultater viser at mengden MEG og temperatur kan få induksjonstiden til å variere fra 5 minutter etter injeksjon til 14 dager ! Ulike krystallpolymorfe av kalsiumkarbonat

MEMBRANTEKNIKK Professor May-Britt Hägg Professor Norvald Nesse (Em.) Gasseparasjon - hulfibermodul, (Fig.:Air Products) Rensing av vann fra oljebrønner eller i bioraffinering Prinsipp for membranseparasjon, (Fig.:Borsig) Professor May-Britt Hägg renser gasser og utvikler nye membranmaterialer og -prosesser sammen med 5 forskere, 5 Ph.D. studenter i prosjekter med EU, NFR, Statoil, Alstom, SINTEF o.a. Se www.ntnu.no/kjempros/separation/MEMFO Professor Norvald Nesse (Em.) renser vann, utvinner produkter og utvikler”saltkraft”-teknologi sammen med 1 Ph.D. student samt Statkraft og SINTEF

Membranforskning i MEMFO May-Britt Hägg; forskningsgruppe: 10 personer Fokus for forskningen er: MATERIALUTVIKLING & TRANSPORTPROSESSER gjennom MEMBRANENE Rensing av drivhusgasser (CO2, VOC, SF6..) og oppgradering naturgass 2 Fornybar energi (H2, oppgradering av biogass) Rensing av aggressive gasser (Cl2, HCl, SO2…) Simulering av miljøvennlige membranprosesser for energioptimalisering Nytt område: membraner i bioprosesser (biodiesel, bioethanol) Membran hulfiber spinning Skjematisk figur som viser prinsippet for en CO2-selektiv hulfiber membran. anvendt for å fjerne CO2 fra CO2/H2 blandinger,. CO2 + H2

Membranprosesser i væskefase (Norvald Nesse (Em)) Prosjekteksempel: Membranprosesser i væskefase (Norvald Nesse (Em)) Saltkraft ved “trykkretardert osmose” Two of the most pronounced challenges internationally are the demand for clean water and clean energy. Membrane processes are held as very sustainable methods to achieve this. In a rather large international project sponsored by Statkraft, NTNU and SINTEF

separasjonsgruppa har vi også stort internasjonalt nettverk EU; ULCOS (Ultra Low CO2 Steelmaking) EU 6th FW; ENGAS (The Environmental Gas Management) EU - 6th FW; NATURALHY (Natural gas & Hydrogen) EU- 6th FW; NanoGloWa Nanomaterials against Global Warming)

Fordypningsprosjekter høsten 2007 Utvikling av hulfibermembraner Fjerning av CO2 fra røykgass med membraner Separasjonsegenskaper til det separerende sjiktet for TFC-membraner Konsentrasjonspolarisasjon i det porøse støttestrukturen for TFC- membraner Utfellingskinetikk for uorganiske salter ved gassprosessering 1) Scaling i produksjonsrør 2) Induksjonstid Fremstilling av metalliske nanostrukturer Betydning av krystallstørrelse og form for filtreringshastigheten av farmasøytiske produkter