Uporaba tehnologije PSA za zajemanje CO2 v petrokemični industriji

Materiali PSA

Adsorbentni materiali so jedro tehnologije zajema PSA. Trenutno obstajajo štiri glavne vrste adsorbentov, ki se uporabljajo za PSA ločevanje CO2: adsorbenti na osnovi ogljika, zeolitna molekularna sita, adsorbenti na osnovi aminov in kovinski organski okvirji (MOF). Adsorbenti na osnovi ogljika so v glavnem sestavljeni iz različnih aktivnih ogljikov, ogljikovih kompozitov in mikro-mezoporoznih ogljikovih materialov; običajno uporabljena CO2 zeolitna molekularna sita vključujejo zeolite tipa 13X, Y, klinoptilolit in zeolit ​​5A; adsorpcija CO2 z adsorbenti na osnovi aminov je predvsem kemična adsorpcija. Ker mehanska trdnost aminskih materialov ni visoka, jih je treba na splošno naložiti na oblikovan nosilec; MOF kot nastajajoči material imajo visoko specifično površino in prilagodljivo nastavljivost, vendar so stroški priprave relativno visoki in niso primerni za obsežno dejansko obdelavo dimnih plinov.

Adsorbenti na osnovi ogljika
Adsorbenti CO2 na osnovi ogljika imajo prednosti visoke specifične površine, nizke cene, dobre hidrofobnosti, nadzorovane teksture in nizke porabe energije za regeneracijo. So obetaven material za adsorpcijo CO2. Površina adsorbentov na osnovi ogljika vsebuje različne vrste kisikovih funkcionalnih skupin, kot so fenolni hidroksil, karboksil, acil in karbonil, ki so lahko aktivni centri za adsorpcijo. Vključene interakcije vključujejo π-π kompleksiranje, elektrostatično interakcijo in interakcijo med donorji in akceptorji elektronov. Zaradi sinergističnega učinka različnih vrst interakcij je adsorpcijsko obnašanje lahko kompleksno. Vendar je adsorpcija CO2 z materiali na osnovi ogljika predvsem šibka fizična adsorpcija, na katero močno vpliva temperatura. Temperatura dimnih plinov je običajno med 50 in 120 stopinjami, selektivnost za CO2 pa je relativno nizka. Adsorpcijska sposobnost močno pade v pogojih visoke temperature. Zato sta izboljšanje interakcije med adsorbatom in adsorbentom ter selektivnost za CO2 ključni točki.