Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of carbon dioxide capture using physicochemical sorbents

Bukalak D., Majchrzak-Kucęba I., Nowak W.

Journal of Energy Science

|

2012

|

Vol. 1, nr 2

33-38

EN

This paper presents study of carbon dioxide capture using physicochemical sorbents. The idea of physicochemical sorbent is to combine properties of the porous material and liquid absorbent. Sorption capacity of solid sorbents is relatively low, but the impregnation can contribute sorption properties significantly. The commercial zeolites and those obtained by synthesis from fly ash were used to test. The base material was subjected to a wet impregnation method. The obtained sorbents were tested using a thermobalance TGA / SDTA 85le. Specially selected temperature program helped to determine the sorption capacity of sorbents derived physicochemical sorbents. Tests were conducted using pure C02. In addition, regeneration study tests were carried out. Studies have shown a significant improvement of physical and chemical sorption capacity of sorbents.

2

Separacja CO2 z gazów spalinowych metodą V-PSA na zeolicie 13X

Wawrzyńczak D, Bukalak D

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 3

277--286

PL

Spalanie paliw kopalnych przyczynia się do nadmiernej emisji gazów cieplarnianych, zaś największym emitentem dwutlenku węgla jest przemysł energetyczny. Jednym ze sposobów redukcji emisji CO2 do atmosfery jest jego wychwytywanie ze strumienia spalin oraz magazynowanie lub zastosowanie w przemyśle. Do wychwytywania dwutlenku węgla z gazów spalinowych zaproponowano metodę adsorpcyjną. Dokonano oceny właściwości komercyjnego zeolitu 13X poprzez przedstawienie charakterystyki pojemności sorpcyjnej za pomocą testu programowanej temperaturowo adsorpcji oraz możliwości jego regeneracji w układzie próżniowym TG-Vacuum (test wieloetapowej adsorpcji/regeneracji). W celu określenia przydatności zastosowanego adsorbentu do separacji dwutlenku węgla pochodzącego ze spalania węgla w konwencjonalnych elektrowniach przeprowadzono testy separacji CO2 z symulowanej mieszaniny gazów spalinowych techniką adsorpcji zmiennociśnieniowej z zastosowaniem próżni w etapie regeneracji złoża (V-PSA). W badaniach uwzględniono wpływ ciśnienia oraz czasu etapu adsorpcji/regeneracji złoża na średnie stężenie dwutlenku węgla, uzyskiwane w produkcie wzbogaconym, jak również na stopień odzysku dwutlenku węgla z gazu zasilającego.

EN

Burning fossil fuels leads to increased greenhouse gas emissions into the atmosphere. One of the largest emitters of carbon dioxide is the power industry sector. Therefore, reduction in greenhouse gas emissions is the main priority of the EU energy policy. One way to reduce CO2 emissions can be carbon dioxide capture and storage, or utilization in the industry. The study proposes a method of adsorption to capture carbon dioxide from flue gases. Some properties of zeolite 13X were evaluated using characterization of sorption capacity by means of temperature-programmed adsorption test. The opportunities for its regeneration in the TG-Vacuum system by multi-stage adsorption/desorption test were also investigated. Furthermore, tests of separation of CO2 from a simulated mixture of flue gases were carried out by means of pres-sure swing adsorption technique using a vacuum in the regeneration step (V-PSA) in a two-bed installation. Six different adsorption/desorption times (from 300 s to 1800 s, with 300 s steps) and three different pressures in the bed (30 mbar, 100 and 200 mbar) were used during the regeneration step. The results obtained in the study were used to determine average concentration of carbon dioxide in the product and CO2 recovery from feed gas. The temperature-programmed test showed the CO2 adsorption capacity of about 125 mgCO2/g sorbent at 30°C while the multi-stage adsorption/desorption test demonstrated opportunities for reaching a cyclic steady state and invariable active sorption capacity. The test of separation of carbon dioxide from simulated mixture of flue gas using two-bed pressure swing adsorption system (V-PSA) confirmed the possibility of application of zeolite 13X in the separation process. The adsorption/regeneration time of 600 s seems to be the most appropriate parameter for the process. A relatively high concentration of CO2 in the product (58 and 60%) and the recovery of carbon dioxide from the feed gas of about 82 and 97% were achieved respectively at the de-sorption pressure of 100 and 30 mbar.

3

Ocena przydatności wybranych adsorbentów do separacji dwutlenku węgla w układach próżniowych - testy termograwimetryczne

Bukalak D, Wawrzyńczak D, Majchrzak-Kucęba I

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2012

|

T. 15, nr 3

287--294

PL

Badania z zastosowaniem metod termo grawimetrycznych (układ TG-Vacuum) prowadzono pod kątem sprawdzenia przydatności wytypowanych adsorbentów do procesu wychwytu dwutlenku węgla z gazów spalinowych metodą VSA. Testy przeprowadzono na zeolicie 5A, na zeolicie 13X oraz na węglu aktywnym z łupin orzecha kokosowego w atmosferze dwutlenku węgla oraz w atmosferze spalin pochodzących z konwencjonalnego procesu spalania, tzn. 16% CO2, 3,5% O2,80,5% N2. Zakres badań obejmował: test stabilności termicznej adsorbentów, izotermiczny test adsorpcji, test programowanej temperaturowo adsorpcji oraz test wieloetapowej cyklicznej adsorpcji/desorpcji w układzie TG-Vacuum. Wybór odpowiedniego adsorbentu do stosowania w adsorpcyjnej instalacji separacji CO2 dokonywany jest na podstawie oceny jego pojemności sorpcyjnej, zdolności regeneracji, profili i kinetyki adsorpcji/desorpcji oraz stabilności termicznej. Wstępna ocena tych parametrów może zostać dokonana z wykorzystaniem metod termograwimetrycznych, będących szybkim i użytecznym narzędziem do określenia szczególnie pojemności sorpcyjnej oraz profili adsorpcji/desorpcji. Dla 100% CO2 największą pojemność sorpcyjną wynoszącą 130 mgCO2/g sorbentu stwierdzono dla zeolitu komercyjnego 13X, zaś najmniejszą dla węgla aktywnego AC - ok. 58 mgCO2/g sorbentu. W przypadku zastosowania mieszaniny gazowej o zawartości 16% CO2 stwierdzono niższe pojemności sorpcyjne w każdym z testowanych sorbentów. Pojemność sorpcyjna węgla aktywnego, podobnie jak zeolitów, obniża się gwałtownie wraz ze wzrostem temperatury.

EN

The paper presents the results of tests carried outusing a thermogravimetric analyzer (TG-Vacuum system) to verify the suitability of selected adsorbents for carbon dioxide capture from flue gases in VSA process. Sorption capacity of solid sorbents of carbon dioxide was characterized in relation to the CO2 concentration. Zeolite 5A, zeolite 13X and coconut shell steam activated carbon were used in the study underconditions typical of flue gas content in the combustion process, i.e. 16% CO2, 3.5% O2,80.5% N2. The scope of the research included a thermal stability test of adsorbents, isothermal test of adsoption and multi-stage cyclic adsorption/desorption (TG-Vacuum system) test. Selection of a suitable adsorbent to be used in adsorption installation is made based on evaluation of its sorption capacity, ability to regenerate, adsorption/desorption profiles and stability in the number of cycles and the kinetics of adsorption/desorption process. Zeolite 13X exhibited the highest sorption capacity of 130 mg CO2/g sorbent (among the adsorbents tested) when the adsorption step was carried out in pure CO2. In the case of gas mixture containing 16% of CO2 a significant decrease in sorption capacity was observed for each sorbent. Similar by to zeolites, sorption capacity of the activated carbon decreases rapidly as the temperature rises.