Aplicarea tehnologiei de captare a CO2 PSA în industria petrochimică

Materiale PSA

Materialele adsorbante sunt nucleul tehnologiei de captare a PSA. În prezent, există patru tipuri principale de adsorbanți utilizați pentru separarea PSA a CO2: adsorbanți pe bază de carbon, site moleculare zeolitice, adsorbanți pe bază de amine și cadre metalice organice (MOF). Adsorbanții pe bază de carbon sunt alcătuiți în principal din diferiți cărbuni activați, compozite de carbon și materiale de carbon micro-mezoporoase; sitele moleculare de zeolit ​​CO2 utilizate în mod obișnuit includ zeoliți 13X, de tip Y, clinoptilolit și zeolit ​​5A; adsorbția CO2 de către adsorbanții pe bază de amine este în principal adsorbție chimică. Deoarece rezistența mecanică a materialelor amine nu este mare, acestea trebuie, în general, să fie încărcate pe un suport turnat; MOF-urile, ca material emergent, au o suprafață specifică mare și o ajustabilitate flexibilă, dar costul de pregătire este relativ mare și nu sunt potrivite pentru tratarea reală a gazelor arse pe scară largă.

Adsorbanți pe bază de carbon
Adsorbanții de CO2 pe bază de carbon au avantajele unei suprafețe specifice ridicate, preț scăzut, hidrofobicitate bună, textura controlabilă și consum redus de energie de regenerare. Sunt un material promițător de adsorbție a CO2. Suprafața adsorbanților pe bază de carbon conține diferite tipuri de grupe funcționale de oxigen, cum ar fi hidroxil fenolic, carboxil, acil și carbonil, care pot fi centre activi de adsorbție. Interacțiunile implicate includ complexarea π-π, interacțiunea electrostatică și interacțiunea donor-acceptor de electroni. Datorită efectului sinergic al diferitelor tipuri de interacțiuni, comportamentul de adsorbție poate fi complex. Cu toate acestea, adsorbția de CO2 de către materialele pe bază de carbon este în principal o adsorbție fizică slabă, care este foarte afectată de temperatură. Temperatura gazelor arse este în general între 50 și 120 de grade, iar selectivitatea pentru CO2 este relativ scăzută. Capacitatea de adsorbție scade brusc în condiții de temperatură ridicată. Prin urmare, îmbunătățirea interacțiunii dintre adsorbat și adsorbant și selectivitatea pentru CO2 sunt puncte cheie.