< Terug naar vorige pagina

Project

Terugwinning van ammoniak uit anaerobe vergisting via gas-vloeistof stripping en gebruik ervan in een solid oxide brandstofcel voor elektriciteitsproductie

Het doctoraat richt zich op het verwijderen, terugwinnen en gebruiken van N uit afvalstromen met zowel een hoge N-concentratie als een hoog organisch gehalte, zoals mest. Conventioneel worden deze stromen behandeld door het proces van anaërobe vergisting, waarbij biogas wordt geproduceerd waarvan het CH4 ook wordt beschouwd als een potentiële brandstof voor een brandstofcel met vaste oxide (SOFC). Dit project bestaat uit twee onderzoekstrajecten: i) Het eerste idee is om het geproduceerde biogas als stripmiddel te gebruiken om de maximaal mogelijke hoeveelheid opgelost NH3-gas uit de anaërobe vergister te verwijderen. ii) De tweede is het gebruik van het biogas als ammoniakdrager, om elektriciteit te produceren via een SOFC. Tijdens anaerobe vergisting wordt organisch gebonden N in afvalstromen omgezet in geïoniseerd gereduceerd ammonium (NH4 +). Geïoniseerd door de schijnbare dissociatieconstante is geïoniseerd NH4 + in evenwicht met het opgeloste NH3-gas. Onder alkalische omstandigheden verschuift dit evenwicht naar het vrije NH3-gas, dat door een gasstroom uit de oplossing kan worden gestript. Het doel van het eerste onderzoekstraject is het ontwikkelen van een geavanceerde spijsvertering - gasstriptechnologie waarin het geproduceerde biogas wordt gebruikt voor NH3-verwijdering. Een bijkomend voordeel van N-verwijdering door NH3-strippen met biogas als stripmiddel, is dat de anaërobe digestieprestatie zelf kan worden verbeterd door de verwijdering van N, aangezien NH3 een bekende remmende factor is voor anaërobe digestie. Het toepassen van een alkalisch verteringsproces vereist fundamenteel begrip van methanogenese onder hoge pH-omstandigheden en de beoordeling van pH-limieten voor het algehele verteringsproces met behulp van een goed inoculum. Omdat een alkalische pH NH3-stripping vergemakkelijkt, zijn gedetailleerde studies vereist naar de kinetiek van de organische stofomzetting, NH3-remmingskinetiek en NH3-gasstripkinetiek bij het matige tot alkalische pH-bereik. Het overtollige NH3-verrijkte biogas wordt vervolgens gebruikt in een SOFC voor elektriciteitsproductie. Het doel van het tweede onderzoekstraject is om de elektrische efficiëntie, energieproductie en andere relevante parameters te onderzoeken met behulp van de biogasstroom die ammoniak als brandstof bevat, voor de vaste-oxidebrandstofcel. De voorziene technologie is compatibel met de huidige full-scale systemen, waardoor een snelle implementatie mogelijk wordt

Datum:9 jan 2019 →  14 feb 2023
Trefwoorden:ammonia, stripping, anaerobic digestion, SOFC
Disciplines:(Afval)waterzuiveringsprocessen
Project type:PhD project