Застосування технології уловлювання CO2 PSA в нафтохімічній промисловості

Матеріали PSA

Адсорбуючі матеріали є основою технології захоплення PSA. В даний час існує чотири основні типи адсорбентів, які використовуються для PSA-відділення CO2: адсорбенти на основі вуглецю, цеолітні молекулярні сита, адсорбенти на основі амінів і металоорганічні каркаси (MOF). Адсорбенти на основі вуглецю в основному складаються з різних активованих вугіль, вуглецевих композитів і мікромезопористих вуглецевих матеріалів; зазвичай використовувані CO2 цеолітні молекулярні сита включають цеоліти типу 13X, Y, кліноптилоліт і цеоліт 5A; адсорбція CO2 адсорбентами на основі амінів є переважно хімічною. Оскільки механічна міцність амінних матеріалів невисока, їх зазвичай потрібно завантажувати на формований носій; MOF, як новий матеріал, має високу питому площу поверхні та гнучку можливість регулювання, але вартість підготовки є відносно високою та не підходить для масштабної фактичної обробки димових газів.

Адсорбенти на вуглецевій основі
Адсорбенти CO2 на основі вуглецю мають такі переваги, як висока питома поверхня, низька ціна, хороша гідрофобність, контрольована текстура та низьке споживання енергії на регенерацію. Вони є перспективним матеріалом для адсорбції CO2. Поверхня вуглецевих адсорбентів містить різні типи кисневих функціональних груп, таких як фенольний гідроксил, карбоксил, ацил і карбоніл, які можуть бути активними центрами адсорбції. Задіяні взаємодії включають π-π комплексоутворення, електростатичну взаємодію та взаємодію донорів-акцепторів електронів. Через синергічний ефект різних типів взаємодій адсорбційна поведінка може бути складною. Однак адсорбція CO2 матеріалами на основі вуглецю є переважно слабкою фізичною адсорбцією, на яку сильно впливає температура. Температура димових газів зазвичай становить від 50 до 120 градусів, а селективність щодо CO2 відносно низька. Адсорбційна здатність різко падає в умовах високої температури. Таким чином, покращення взаємодії між адсорбатом і адсорбентом і селективність щодо CO2 є ключовими моментами.