تعیین کارایی جذب گاز CO2صنایع مختلف فرآیندی برروی جاذب پومیس اصلاح شده با TEPA

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی/ دانشگاه تهران

2 دانشکده محیط زیست. دانشگاه تهران

3 پژوهشگاه نیرو

چکیده

با توجه به انتشار حجم عظیمی از گازهای گلخانه ای به ویژه گاز دی اکسید کربن(CO2)، توسعه فن آوری های جدید و کارآمد برای کاهش انتشار این گاز ضروری بوده و انواع جاذب های جامد آمینی با توجه به مزایای قابل توجه به عنوان جایگزین های مناسب برای تعدیل هزینه های عملیاتی جذب در صنعت مطرح شده اند. در این مطالعه نتایج تجربی ظرفیت جذب گاز CO2بر روی جاذب پومیس طبیعی و اصلاح شده با 6 درصد ترکیب آمینیTEPA مقایسه گردید. در نمونه پومیس اصلاح آمینی، ظرفیت جذب گاز CO2 (mmol/g510/0) تقریبا دو برابر ظرفیت جذب در پومیس طبیعی CO2 (mmol/g 230/0) بدست آمد. نتایج حاصل از تغییر پارامتر دما نشان داد ظرفیت جذب درهر سه دما ( K298، 328، 348) در پومیس اصلاح شده بالاتر از ظرفیت جذب CO2 طبیعی در دمای K 298 بوده که بهترین جذب در دمای K348 اندازه گیری شد. نتایج بررسی تاثیر متغیر درصد غلظت گاز CO2بر انتخابگری و شاخص کارایی جاذب مورد مطالعه، نشان داد جاذب پومیس اصلاح شده آمینی در واحدهای فرآیندی که درصد غلظت گاز CO2کمتر است، کاربرد مناسب تری خواهد داشت. همچنین مقادیر بدست آمده برای پارامترهای ترمودینامیکی، نشان دهنده جذب فیزیکی گاز CO2 برروی جاذب پومیس اصلاح شده است.

کلیدواژه‌ها


Álvarez-Gutiérrez, N., Gil, M., Rubiera, F., & Pevida, C. (2016). Adsorption performance indicators for the CO2/CH4 separation: Application to biomass-based activated carbons. Fuel Processing Technology, 142, 361-369.
Chen, C., & Bhattacharjee, S. (2017). Mesoporous silica impregnated with organoamines for post‐combustion CO2 capture: a comparison of introduced amine types. Greenhouse Gases: Science and Technology, 7(6), 1116-1125.
Chen, C., Kim, J., & Ahn, W.-S. (2014). CO2 capture by amine-functionalized nanoporous materials: A review. Korean Journal of Chemical Engineering, 31(11), 1919-1934.
Çifçi, D. İ., & Meriç, S. (2016). A review on pumice for water and wastewater treatment. Desalination and Water Treatment, 57(39), 18131-18143.
Fauria, K. E., Manga, M., & Wei, Z. (2017). Trapped bubbles keep pumice afloat and gas diffusion makes pumice sink. Earth and Planetary Science Letters, 460, 50-59.
Hahn, M. W., Jelic, J., Berger, E., Reuter, K., Jentys, A., & Lercher, J. A. (2016). Role of amine functionality for CO2 chemisorption on silica. The Journal of Physical Chemistry B, 120(8), 1988-1995.
Malakootian, M., Bahraini, S., & Malakootian, M. (2016). Removal of Tetracycline antibiotic from aqueous solutions using natural and modified pumice with magnesium chloride. Advances in Environmental Biology.
McEwen, J., Hayman, J.-D., & Yazaydin, A. O. (2013). A comparative study of CO2, CH4 and N2 adsorption in ZIF-8, Zeolite-13X and BPL activated carbon. Chemical Physics, 412, 72-76.
Mourhly, A., Khachani, M., Hamidi, A. E., Kacimi, M., Halim, M., & Arsalane, S. (2015). The synthesis and characterization of low-cost mesoporous silica SiO2 from local pumice rock. Nanomaterials and Nanotechnology, 5, 35.
Ojeda, M., Mazaj, M., Garcia, S., Xuan, J., Maroto-Valer, M. M., & Logar, N. Z. (2017). Novel amine-impregnated mesostructured silica materials for CO2 capture. Energy Procedia, 114, 2252-2258.
Pachauri, R. K., Allen, M. R., Barros, V. R., Broome, J., Cramer, W., Christ, R., Dasgupta, P. (2014). Climate change: synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: Ipcc.
Parker, R. (1978). Quantitative determination of analcime in pumice samples by X-ray diffraction. Mineralogical Magazine, 42(321), 103-106.
Patel, H. A., Byun, J., & Yavuz, C. T. 2017. Carbon dioxide capture adsorbents: chemistry and methods. ChemSusChem, 10(7), 1303-1317.
Rashidi, N. A., Yusup, S., & Borhan, A. (2016). Isotherm and thermodynamic analysis of carbon dioxide on activated carbon. Procedia engineering, 148, 630-637.
Rios, R., Stragliotto, F., Peixoto, H., Torres, A., Bastos-Neto, M., Azevedo, D., & Cavalcante Jr, C. (2013). Studies on the adsorption behavior of CO2-CH4 mixtures using activated carbon. Brazilian journal of chemical engineering, 30(4), 939-951.
Santori, G., Luberti, M., & Ahn, H. (2014). Ideal adsorbed solution theory solved with direct search minimisation. Computers & Chemical Engineering, 71, 235-240.
Serna-Guerrero, R., Belmabkhout, Y., & Sayari, A. (2010). Modeling CO2 adsorption on amine-functionalized mesoporous silica: 1. A semi-empirical equilibrium model. Chemical Engineering Journal, 161(1-2), 173-181.
Song, G., Zhu, X., Chen, R., Liao, Q., Ding, Y.-D., & Chen, L.( 2016). An investigation of CO2 adsorption kinetics on porous magnesium oxide. Chemical Engineering Journal, 283, 175-183.
Wang, F., Gunathilake, C., & Jaroniec, M. (2016). Development of mesoporous magnesium oxide–alumina composites for CO2 capture. Journal of CO2 Utilization, 13, 114-118.
Wiersum, A. D., Chang, J.-S., Serre, C., & Llewellyn, P. L. (2013). An adsorbent performance indicator as a first step evaluation of novel sorbents for gas separations: application to metal–organic frameworks. Langmuir, 29(10), 3301-3309.