Зеолитно молекулярно сито

Зеолитно молекулярно сито

Зеолитът е алуминосиликат, съставен от AlO4 тетраедри, заместващи SiO4 тетраедри, което води до отрицателен заряд, който се балансира от обменяеми катиони, разположени в порите и кухините в цялата структура. Най-общо казано, улавянето на CO2 от зеолитите зависи от фактори като структурата и състава на зеолитната рамка, катиони и функционални групи. Сред порестите материали за отделяне на CO2, зеолитите придобиха популярност в адсорбционната технология поради техните предимства като добра наличност, ниска цена, висока степен на улавяне на CO2, бърза кинетика и добра химична и термична стабилност.

Широка гама от приложения. Коригирането на структурата на рамката, катионите, химическата модификация и смесването на материалите се считат за ефективни методи за ефективността на адсорбция и десорбция на CO2 на зеолити с високо съдържание. използва молекулярна симулация, за да симулира 13X
Катионен обмен с различно съдържание на Li+, K+ и Ca2+ в зеолитите. Ефективността на адсорбция на различни катионобменни зеолити за CO2 беше оценена от аспектите на обем на порите, изотерма на адсорбция, топлина на адсорбция и селективност на CO2/N2. Установено е, че молекулата на CO2 има квадруполен момент. , който може да се използва с по-малки катионни зеолити като Li+, съотношението силиций към алуминий също оказва значително влияние върху селективността на адсорбция на CO2. Calleja и др. изследва ефекта на съотношението Si/Al върху полярността на зеолита и адсорбцията на CO2 чрез регулиране на съотношението Si/Al на зеолита. Установено е, че когато съотношението Si/Al намалява, селективността на адсорбента за CO2 се увеличава.

Несъдържащ свързващо вещество зеолитен материал с йерархична структура беше получен с помощта на технология за 3D принтиране, която показа отлична механична стабилност и адсорбционен капацитет на CO2 от 245,52 mg/g при нормални условия на температура и налягане. Един вид зеолитен материал беше приготвен при 25. Допираният с мед RHO зеолит има капацитет на CO2 от 3,2 mmol/g при степен , което го прави потенциална технология за улавяне на въглерод с адсорбция при промяна на налягането. Химическата модификация ефективно подобрява селективността на адсорбция на зеолита за CO2. Моноетаноламинът (MEA) и етилендиаминът (ED) са химически фиксирани към зеолитната рамка чрез йонни връзки, за да се преодолее проблемът с разграждането на амините. Приготвеният амин@HY Пробата има отлична селективност на адсорбция на CO2 и има отлична циклична термична стабилност при условия на температура на адсорбция от 90 градуса и температура на десорбция от 150 градуса. Амини като моноетаноламин, тетраетилпентбутиламин и морфолин се зареждат върху NaY зеолит. Резултатите от изследването показват, че при нормално налягане и температура 323 K, взаимодействието между аминогрупите на повърхността на NaY зеолита и CO2 е основният механизъм на неговата адсорбция. В сравнение с активния въглен, зеолитът има по-добър капацитет за улавяне и по-висока селективност на CO2/N2 в димните газове с ниско парциално налягане на CO2 (15% CO2, 85% N2). Съществува обаче и проблем със значителното намаляване на адсорбционния капацитет при условия на висока температура, а капацитетът за адсорбция на CO2 е незначителен над 200 градуса. Компромисът между адсорбционния капацитет, кинетиката на адсорбция и механичната стабилност на зеолитите остава голямо предизвикателство в техните индустриални приложения. Z Пилотните тестове бяха проведени на едностепенна VPSA единица, напълнена с 5A зеолит и 13X зеолит. За улавяне на изсушени димни газове с концентрация на CO2 от 15,0%, зеолитът 5A може да достигне концентрация на обогатяване от 71% до 81%, а степента на възстановяване е 86% до 91%; въпреки че зеолитът 13X има по-добър капацитет за адсорбция на CO2, но показа подобна производителност като зеолит 5A при пилотни работни тестове, с концентрация на обогатяване от 73% до 82% и степен на възстановяване от 85% до 95%. Основната причина е, че по-силната полярност на 13X прави десорбцията по-скъпа. Следователно, при приложение, изборът на зеолит трябва да се основава на действителните условия на захранващия газ и кинетичните характеристики на адсорбцията и десорбцията на зеолита.