Anvendelse af PSA CO2-fangstteknologi i den petrokemiske industri

PSA materialer

Adsorberende materialer er kernen i PSA-fangstteknologi. I øjeblikket er der fire hovedtyper af adsorbenter, der bruges til PSA-separation af CO2: kulstofbaserede adsorbenter, zeolitmolekylære sigter, aminbaserede adsorbenter og metalorganiske rammer (MOF'er). Kulstofbaserede adsorbenter er hovedsageligt sammensat af forskellige aktiverede kulstoffer, kulstofkompositter og mikro-mesoporøse kulstofmaterialer; almindeligt anvendte CO2-zeolit-molekylsigter omfatter 13X, Y-type zeolitter, clinoptilolit og 5A zeolit; adsorptionen af ​​CO2 af aminbaserede adsorbenter er hovedsageligt kemisk adsorption. Da den mekaniske styrke af aminmaterialer ikke er høj, skal de generelt fyldes på en støbt bærer; MOF'er, som et fremspirende materiale, har et højt specifikt overfladeareal og fleksibel justerbarhed, men forberedelsesomkostningerne er relativt høje og er ikke egnede til egentlig røggasbehandling i stor skala.

Kulstofbaserede adsorbenter
Kulstofbaserede CO2-adsorbenter har fordelene ved højt specifikt overfladeareal, lav pris, god hydrofobicitet, kontrollerbar tekstur og lavt regenereringsenergiforbrug. De er et lovende CO2-adsorptionsmateriale. Overfladen af ​​carbonbaserede adsorbenter indeholder forskellige typer oxygenfunktionelle grupper, såsom phenoliske hydroxyl, carboxyl, acyl og carbonyl, som kan være aktive centre for adsorption. De involverede interaktioner omfatter π-π-kompleksdannelse, elektrostatisk interaktion og elektrondonor-acceptor-interaktion. På grund af den synergistiske effekt af forskellige typer interaktioner kan adsorptionsadfærden være kompleks. Adsorptionen af ​​CO2 af kulstofbaserede materialer er dog hovedsageligt svag fysisk adsorption, som i høj grad påvirkes af temperaturen. Røggastemperaturen er generelt mellem 50 og 120 grader, og selektiviteten for CO2 er relativt lav. Adsorptionskapaciteten falder kraftigt under høje temperaturforhold. Derfor er forbedring af interaktionen mellem adsorbatet og adsorbenten og selektiviteten for CO2 nøglepunkter.