Zeolit ​​Moleküler Elek

Zeolit ​​moleküler elek

Zeolit, SiO4 tetrahedranın yerini alan AlO4 tetrahedradan oluşan bir alüminosilikattır ve yapı boyunca gözenekler ve boşluklarda bulunan değiştirilebilir katyonlar tarafından dengelenen negatif yüke neden olur. Genel olarak konuşursak, zeolitlerin CO2 yakalaması, zeolit ​​çerçevesinin yapısı ve bileşimi, katyonlar ve fonksiyonel gruplar gibi faktörlere bağlıdır. CO2 ayrımı için gözenekli malzemeler arasında zeolitler, iyi kullanılabilirlik, düşük maliyet, yüksek CO2 yakalama oranı, hızlı kinetik ve iyi kimyasal ve termal stabilite gibi avantajlarından dolayı adsorpsiyon teknolojisinde popülerlik kazanmıştır.

Geniş uygulama yelpazesi. Çerçeve yapısının ayarlanması, katyonlar, kimyasal modifikasyon ve malzeme birleştirme, yüksek zeolitlerin CO2 adsorpsiyonu ve desorpsiyon performansı için etkili yöntemler olarak kabul edilmektedir. 13X'i simüle etmek için moleküler simülasyon kullanıldı
Zeolitlerde farklı Li+, K+ ve Ca2+ içerikleriyle katyon değişimi. CO2 için çeşitli katyon değişimli zeolitlerin adsorpsiyon performansı, gözenek hacmi, adsorpsiyon izotermi, adsorpsiyon ısısı ve CO2/N2 seçiciliği açılarından değerlendirildi. CO2 molekülünün dört kutuplu bir momente sahip olduğu bulunmuştur. Li+ gibi daha küçük katyonik zeolitlerle kullanılabilen silikon/alüminyum oranının da CO2'nin adsorpsiyon seçiciliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Calleja ve diğerleri. zeolit ​​Si/Al oranını ayarlayarak Si/Al oranının zeolit ​​polaritesi ve CO2 adsorpsiyonu üzerindeki etkisini araştırdı. Si/Al oranı azaldıkça adsorbanın CO2 seçiciliğinin arttığı bulunmuştur.

Normal sıcaklık ve basınç koşullarında mükemmel mekanik stabilite ve 245,52 mg/g CO2 adsorpsiyon kapasitesi gösteren, 3D baskı teknolojisi kullanılarak hiyerarşik yapıya sahip bağlayıcı içermeyen bir zeolit ​​malzemesi hazırlandı. 25°C'de bir tür zeolit ​​malzemesi hazırlandı. Bakır katkılı RHO zeolit, derece olarak 3,2 mmol/g CO2 kapasitesine sahiptir, bu da onu potansiyel bir basınç salınımlı adsorpsiyon karbon yakalama teknolojisi haline getirir. Kimyasal modifikasyon, zeolitin CO2 için adsorpsiyon seçiciliğini etkili bir şekilde artırır. Monoetanolamin (MEA) ve etilendiamin (ED), aminlerin bozunma probleminin üstesinden gelmek için iyonik bağlar aracılığıyla zeolit ​​çerçevesine kimyasal olarak sabitlenir. Hazırlanan amin@HY Numune mükemmel CO2 adsorpsiyon seçiciliğine sahiptir ve 90 derecelik bir adsorpsiyon sıcaklığı ve 150 derecelik bir desorpsiyon sıcaklığı koşulları altında mükemmel çevrim termal stabilitesine sahiptir. Monoetanolamin, tetraetilpentbutilamin ve morfolin gibi aminler NaY zeolit ​​üzerine yüklendi. Araştırma sonuçları, normal basınçta ve 323 K sıcaklıkta, NaY zeolit ​​ve CO2 yüzeyindeki amin grupları arasındaki etkileşimin, adsorpsiyonunun ana mekanizması olduğunu göstermektedir. Aktif karbonla karşılaştırıldığında zeolit, düşük CO2 kısmi basıncına (%15 CO2, %85 N2) sahip baca gazında daha iyi yakalama kapasitesine ve daha yüksek CO2/N2 seçiciliğine sahiptir. Ancak yüksek sıcaklık koşullarında adsorpsiyon kapasitesinde önemli azalma sorunu da vardır ve CO2 adsorpsiyon kapasitesi 200 derecenin üzerinde ihmal edilebilir düzeydedir. Zeolitlerin adsorpsiyon kapasitesi, adsorpsiyon kinetiği ve mekanik stabilitesi arasındaki denge, endüstriyel uygulamalarında büyük bir zorluk olmaya devam etmektedir. Z Pilot çalıştırma testleri, 5A zeolit ​​ve 13X zeolit ​​ile doldurulmuş tek aşamalı bir VPSA ünitesi üzerinde gerçekleştirildi. %15,0 CO2 konsantrasyonuna sahip nemi alınmış baca gazının yakalanması için, 5A zeolit ​​%71 ila %81 arasında bir zenginleştirme konsantrasyonuna ulaşabilir ve geri kazanım oranı %86 ila %91 arasındadır; Her ne kadar 13X zeolit ​​daha iyi CO2 adsorpsiyon kapasitesine sahip olsa da pilot çalışma testlerinde %73 ila %82 zenginleştirme konsantrasyonu ve %85 ila %95 geri kazanım oranıyla 5A zeolit ​​ile benzer performans gösterdi. Bunun ana nedeni, 13X'in daha güçlü polaritesinin desorpsiyonu daha pahalı hale getirmesidir. Bu nedenle uygulamada zeolitin seçiminin, gerçek besleme gazı koşullarına ve zeolitin adsorpsiyon ve desorpsiyon kinetik özelliklerine dayanması gerekir.