Halloysite as Mineral Adsorbent of CO2 – Kinetics and Adsorption Capacity

• Autorzy: Lutyński M. , Sakiewicz P. , Gonzalez M. A. G.

Warianty tytułu

PL

Haloizyt jako adsorbent mineralny CO2 – badania kinetyki adsorpcji i pojemności sorpcyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Physical adsorption of carbon dioxide on various mineral adsorbents is becoming extremely interesting in the field of energy and environment where CCS technology is an option for CO2 emission reduction. In the article the halloysite from Dunino deposit was assessed in terms of its potential use as a CO2 adsorbent. Results of tests indicate that modified halloysite (i.e. calcinated or modified by acid treatment) has a relatively low adsorption capacity which should be easily increased by other surface modification methods. Sorption kinetic is rather fast and over 85-89% of CO2 adsorption is accounted by a rapid sorption step i.e. 7 to 16 seconds.

PL

Procesy adsorpcji fizycznej CO2 na różnego rodzaju adsorbentach mineralnych są istotne z punktu widzenia technologii wychwytywania i separacji tego gazu z dużych źródeł stacjonarnych (CCS). W artykule przedstawiono wyniki adsorpcji CO2 na haloizycie ze złoża Dunino, który może mieć potencjalne zastosowanie w technologiach adsorpcyjnych. Rezultaty badań wskazują, że adsorpcja CO2 na modyfikowanym haloizycie tj. kalcynowanym oraz kwasowanym jest relatywnie niska w porównaniu z innymi adsorbentami mineralnymi, jednakże odpowiednia metoda jego modyfikacji może zwiększyć znacznie jego chłonność sorpcyjną. Przeanalizowano również kinetykę sorpcji, gdzie oszacowano iż 85-89% CO2 adsorbuje się w czasie 7-16 sekund.

Słowa kluczowe

EN

physical adsorption; carbon dioxide; halloysite; adsorption kinetics

PL

adsorpcja fizyczna; dwutlenek węgla; haloizyt; kinetyka adsorpcji

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 15, nr 1
• Strony: 111--117
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lutyński M.

• Institute of Mining, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Sakiewicz P.

• Institute of Engineering Materials and Biomaterials, Silesian University of Technology, ul. Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Gonzalez M. A. G.

• Faculty of Mining Engineering, University of Vigo, rúa Maxwell s/n, Campus As Lagoas-Marcosende, 36310 Vigo, Spain

Bibliografia

• 1. L. Espinal, D. L. Poster, W. Wong-Ng, A. J. Allen, and M. L. Green, “Measurement, Standards, and Data Needs for CO2 Capture Materials: A Critical Review,” Environ. Sci. Technol., vol. 47, no. 21, pp. 11960–11975, 2013
• 2. C. Volzone, J. G. Thompson, A. Melnitchenko, J. Ortiga, and S. R. Palethorpe, “Selective gas adsorption by amorphous clay-mineral derivatives,” Clays Clay Miner., vol. 47, no. 5, pp. 647–657, 1999
• 3. E. M. Myshakin, W. A. Saidi, V. N. Romanov, R. T. Cygan, and K. D. Jordan, “Molecular Dynamics Simulations of Carbon Dioxide Intercalation in Hydrated Na-Montmorillonite,” J. Phys. Chem. C, vol. 117, no. 21, pp. 11028–11039, 2013
• 4. P. Giesting, S. Guggenheim, A. F. Koster van Groos, and A. Busch, “Interaction of carbon dioxide with Na-exchanged montmorillonite at pressures to 640bars: Implications for CO< sub> 2 sequestration,” Int. J. Greenh. Gas Control, vol. 8, pp. 73–81, 2012.
• 5. E. A. Roth, S. Agarwal, and R. K. Gupta, “Nanoclay-Based Solid Sorbents for CO2 Capture,” Energy Fuels, vol. 27, no. 8, pp. 4129–4136, 2013
• 6. J. Sołtys, J. Schomburg, P. Sakiewicz, and A. Pytliński, “Halloysite from Dunino deposit as a material for the production of mineral sorbents,” in Sorbenty Mineralne, Wydawnictwo AGH, 2013, pp. 457–470
• 7. P. Sakiewicz, R. Nowosielski, W. Pilarczyk, K. Golombek, and M. Lutyński, “Selected properties of the halloysite as a component of Geosynthetic Clay Liners (GCL),” J. Achiev. Mater. Manuf. Eng., vol. 48, no. 2, pp. 177–191, 2011
• 8. P. M. Slomkiewicz and J. A. Zdenkowski, “Modification of the Process of Heavy Metals Immobilization in Wastewater Sludge.,” Pol. J. Environ. Stud., vol. 12, no. 2, 2003
• 9. E. Joussein, S. Petit, J. Churchman, B. Theng, D. Righi, and B. Delvaux, “Halloysite clay minerals—a review,” Clay Miner., vol. 40, no. 4, pp. 383–426, 2005
• 10. S. Saklar, H. Agrili, O. Zimitoglu, B. Basara, and U. Kaan, “The Characterization Studies Of The Northwest Anatolıan Halloysites/Kaolinites,” Bull. Miner. Res. Explor. Turk., vol. 145, no. 1, pp. 48–61, 2012
• 11. R. McCarty and V. Arp, “A new wide range equation of state for helium,” Adv. Cryog. Eng., vol. 35, pp. 1465–1475, 1990.
• 12. R. Span and W. Wagner, “A new equation of state for carbon dioxide covering the fluid region from the triple-point temperature to 1100 K at pressures up to 800 MPa,” J. Phys. Chem. Ref. Data, vol. 25, pp. 1509– 1596, 1996
• 13. A. Busch, Y. Gensterblum, B. M. Krooss, and R. Littke, “Methane and carbon dioxide adsorption–diffusion experiments on coal: upscaling and modeling,” Int. J. Coal Geol., vol. 60, no. 2–4, pp. 151–168, Dec. 2004
• 14. N. A. Rashidi, S. Yusup, and B. H. Hameed, “Kinetic studies on carbon dioxide capture using lignocellulosic based activated carbon,” Energy, vol. 61, pp. 440–446, 2013