Impact of the heat capacity of adsorbed phase on process performance in the capture of CO2 from flue gas using pressure swing adsorption

• Autorzy: Tańczyk M. , Jaschik M. , Warmuziński K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ ciepła właściwego fazy zaadsorbowanej na proces wydzielania CO2 ze spalin metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The present study aims at demonstrating how important it is to include the substantial increase in CO2 heat capacity around the critical temperature in the modelling of relevant PSA separations. It is shown that this parameter may considerably alter simulation results, especially in the cases when the adsorbed phase concentration is high, regeneration pressure is moderate and CO2 content in the enriched stream is large.

PL

Celem tej pracy jest zwrócenie uwagi na konieczność uwzględniania bardzo dużego wzrostu ciepła właściwego zaadsorbowanego ditlenku węgla w pobliżu temperatury krytycznej przy modelowaniu procesów wydzielania CO2 ze spalin metodą adsorpcji zmiennociśnieniowej. Wykazano, że przyjmowana w obliczeniach symulacyjnych takich procesów wartość ciepła właściwego fazy zaadsorbowanej wpływa znacząco na wyniki symulacji w sytuacji, gdy na złożu utrzymuje się duże stężenie ditlenku węgla, stosowane są umiarkowane ciśnienia regeneracji oraz otrzymuje się duże stężenie CO2 w gazie wzbogaconym.

Słowa kluczowe

EN

carbon dioxide abatement; flue gas; pressure swing adsorption; specific heat of adsorbed phase; critical temperature

PL

ograniczanie emisji ditlenku węgla; spaliny; adsorpcja zmiennociśnieniowa; ciepło właściwe fazy zaadsorbowanej; temperatura krytyczna

• Wydawca: Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 20
• Strony: 7--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Tańczyk M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Jaschik M.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

autor

Warmuziński K.

• Instytut Inżynierii Chemicznej PAN, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] Abanades J.C., Arias B., Lyngfelt A., Mattisson T., Wiley D.E., Li H., Ho M.T, Mangano E., Brandani S., 2015. Emerging CO2 capture systems. Int. J. Greenhouse Gas Control, 40, 126-166.
• [2] Shen C., Yu J., Li P., Grande C.A., Rodrigues A.E., 2011. Capture of CO2 from flue gas by vacuum pressure swing adsorption using activated carbon beads. Adsorption, 17, 179–188.
• [3] Grande C.A., Blom R, Möller A, Möllmer J., 2013. High-pressure separation of CH4/CO2 using activated carbon. Chem. Eng. Sci., 89,10–20.
• [4] Haghpanah R., Majumder A., Nilam R., Rajendran A., Farooq S., Karimi I.A., Amanullah M., 2013. Multiobjective optimization of a four-step adsorption process for postcombustion CO2 capture via finite volume simulation. Ind. Eng. Chem. Res. 52, 4249-4265.
• [5] Krishnamurthy S., Rao V.R., Guntuka S., Sharratt P., Haghpanah R., Rajendran A., Amanullah M., Karimi I.A., Farooq S., 2014 . CO2 capture from dry flue gas by Vacuum Swing Adsorption: A pilot plant study. AIChE J. 60, 1830-1842.
• [6] Riboldi L., Bolland O., 2015. Evaluating Pressure Swing Adsorption as a CO2 separation technique in coal-fired power plants. Int. J. Greenhouse Gas Control, 39, 1–16.
• [7] Tanczyk M., Warmuzinski K., Jaschik M., Wojdyla A., Gielzak K., 2010. Separation of carbon dioxide from flue gases by pressure swing adsorption. Chem. and Process Eng., 31, 359-372.
• [8] Warmuzinski K., Tanczyk M., Jaschik M., 2015. Experimental study on the capture of CO2 from flue gas using adsorption combined with membrane separation. Int. J. Greenhouse Gas Control, 37, 182–190.
• [9] Span R., Wagner W., 1996. 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, 25, 1509-1596.
• [10] Rahman K.A., Chakraborty A., Saha B.B., Ng K.C., 2012. On thermodynamics of methane + carbonaceous materials adsorption. Int. J. Heat and Mass Transf., 55, 565–573.
• [11] Jaschik M., Tanczyk M., Warmuzinski K., Wojdyla A., 2015. Letter to the Editor: “Comments on the paper On thermodynamics of methane + carbonaceous materials adsorption”. Int. J. Heat and Mass Transf, 91, 1308.
• [12] Critoph D.E., 1999. Adsorption refrigerators and heat pumps. In: Burchell T.D., editor. Carbon Materials for Advanced Technologies, First Ed., Oxford, Pergamon Press, p. 303–340.
• [13] Grønvold F., 1976. Heat capacities in critical regions. Pure and Appl. Chem., 47, 251-266.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).