بهبود رفتار سیال سازی جاذب Ca(OH)2 با استفاده از نانوذرات سیلیکا و نقش آن در میزان جذب CO2 در بستر سیال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی و نفت - دانشگاه تبریز

2 عضو هیات علمی/ دانشگاه تبریز/ دانشکده مهندسی شیمی و نفت

3 عضو هیات علمی / دانشکده مهندسی شیمی و نفت / دانشگاه تبریز

چکیده

جذب CO2 به عنوان مهمترین گاز گلخانه ای و اصلی ترین عامل گرم شدن کره‌ی زمین، از اهمیت بسزائی در صنایع مختلف برخوردار است. در این تحقیق، اصلاح جاذب Ca(OH)2 با نانوذرات سیلیکای آب دوست و آب گریز برای بهبود فرایند جذب CO2مورد بررسی قرار می گیرد. با انجام آزمایشهای سیال سازی درون بستر سیال گاز-جامد، الکلهای متانول و 2-پروپانول به عنوان موثرترین الکلها در بهبود میزان انبساط بستر جاذب اصلاح شده با ذرات سیلیکای آب دوست انتخاب می شوند. آزمایشهای مربوط به جذب CO2 با استفاده از تغییرات pH آب خالص نشان می دهند که فرایند اصلاح مدت زمان جذب CO2 را تا حدود 3 برابر افزایش می دهد. همچنین جاذب اصلاح شده با نانوذرات سیلیکای آب دوست در حضور الکل میزان جذب بیشتری نسبت به جاذب اصلاح شده با ذرات سیلیکای آب گریز دارد. برای بررسی بیشتر جاذبها از تصاویر SEM و همچنین معادله ریچاردسون-زاکی استفاده می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] D. Aaron, C. Tsouris (2005)"Separation of CO2 from flue gas: a review", Separation Science and Technology, 40, 321-348.
 [2] ­ C. M. White, B. R. Strazisar, E.J. Granite, J. S. Hoffman,                 H. W. Pennline (2003) "Separation and capture of CO2 from large stationary sources and sequestration in geological formations- coalbeds and deep saline aquifers", Journal of the Air & Waste Management Association, 53, 645-715.
 [3] علیرضا. سودمنداصلی، اسماعیل.فاتحی فر، (1383)،" بررسی روش­های مختلف جذب کربن دی اکسید از گاز­های خروجی نیروگاه ها، انتخاب روش بهینه جذب و طراحی واحدی برای تولید کربن دی اکسید موردنیاز درصنایع نوشابه سازی" ، نهمین کنگره ی مهندسی شیمی و نفت ایران, دانشگاه علم و صنعت ایران.
 [4] C.  H. Yu, C.-H. Huang, C. S, Tan (2012)"A review of CO2 capture by absorption and adsorption", Aerosol Air Qual. Res, 12, 745-769.
 [5] A. E. Creamer, B. Gao (2015), Carbon Dioxide Capture: An Effective Way to Combat Global Warming: Springer.
 [6] A.H. Lu, G.P. Hao (2013)"Porous materials for carbon dioxide capture, Annual Reports Section A "Inorganic Chemistry, 109, 484-503.
 [7] N. Phalak, W. Wang, L. S. Fan (2013)"Ca(OH)2Based Calcium Looping Process Development at The Ohio State University", Chemical Engineering & Technology, 36, 1451-1459.
 [8] C.Hawthorne, H. Dieter, A. Bidwe, A. Schuster, G. Scheffknecht, S. Unterberger, M. Käß (2011)"CO2 capture with CaO in a 200 kWth dual fluidized bed pilot plant", Energy Procedia, 4, 441-48.
 [9] P. Chiesa, S. Consonni, (1999), "Shift reactors and physical absorption for low-CO2 emission IGCCs", Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, 121, 295-305.
 [10] G.T. Rochelle (2009)"Amine scrubbing for CO2 capture, Science", 325, 1652-1654.
 [11] M. Schmidt, C. Roßkopf, M. Linder, A. Wörner (2014)
"Operation modes and process integration of a thermochemical heat storage system based on CaO/Ca(OH)2".
 [12] J. M. Valverde, F. Pontiga, M. A. Soria-Hoyo, S.  Quintanilla, H. Moreno, F. J. Duran and M. J. Espin (2011) "Improving the gas–solids contact efficiency in a fluidized bed of CO2 adsorbent fine particles", Physical Chemistry Chemical Physics, 13, 14906-14909.
 [13] J. M. Valverde, F. J. Duran, F. Pontiga and H. Moreno (2012) "CO2 capture enhancement in a fluidized bed of a modified Geldart C powder, Powder technology, 224, 247-252.
 [14] M. Tahmasebpoor, L. de Martín, M. Talebi, N. Mostoufi, J. R. vanOmmen   )2013) "The role of the hydrogen bond indense nanoparticle–gas suspensions", Physical Chemistry Chemical Physics, 15, 5788-5793.
 [15] F. Barbagini (2009) "A Fundamental Study of Particle-Substrate Interactions in Liquids of Low Polarity (Een fundamentele studie van deeltjes-substraat interacties in vloeist offen met lage polariteit)".
 [16] H. J. Butt, M. Kappl (2009) "Surface and Interfacial Forces", Wiley -VCH.
 [17] J. Perez-Vaquero, J. M. Valverde, S. Quintanilla   )2013) “Flow properties of CO2   sorbent powders modified with nano silica", Powder technology, 249, 443-455.
 [18] X. Liang, Y. Zhou, L. Zou, j. Kong, J. Wang, T. Zhou (2016) "Fluidization behavior of binary iron-containing nanoparticle mixtures in a vibro-fluidized bed", Powder Technology.
 [19] D. Geldart, A.C.Y. Wong (1984) "Fluidization of powders showing degrees of cohesiveness—I. Bed expansion", Chemical Engineering Science, 39, 1481–1488.
 [20] H. Sang-Jun, M. Yoo, D-W. Kim, and J. Ho Wee (2011) "Carbon dioxide capture using calcium hydroxide aqueous solution as the absorbent", Energy & Fuels, 25, 3825-3834.