Aplicació de la tecnologia de captura de CO2 PSA a la indústria petroquímica

Materials PSA

Els materials adsorbents són el nucli de la tecnologia de captura de PSA. Actualment, hi ha quatre tipus principals d'adsorbents utilitzats per a la separació de CO2 amb PSA: adsorbents basats en carboni, garbells moleculars de zeolita, adsorbents basats en amines i marcs orgànics metàl·lics (MOF). Els adsorbents a base de carboni es componen principalment de diversos carbonis activats, compostos de carboni i materials de carboni micromesoporosos; Els garbells moleculars de zeolita de CO2 que s'utilitzen habitualment inclouen zeolites 13X, tipus Y, clinoptilolita i zeolites 5A; l'adsorció de CO2 per adsorbents basats en amines és principalment adsorció química. Com que la resistència mecànica dels materials amines no és alta, generalment s'han de carregar en un suport modelat; Els MOF, com a material emergent, tenen una gran superfície específica i una capacitat d'ajustament flexible, però el cost de preparació és relativament elevat i no són adequats per al tractament real de gasos de combustió a gran escala.

Adsorbents a base de carboni
Els adsorbents de CO2 basats en carboni tenen els avantatges d'una gran superfície específica, baix preu, bona hidrofobicitat, textura controlable i baix consum d'energia de regeneració. Són un material prometedor d'adsorció de CO2. La superfície dels adsorbents a base de carboni conté diferents tipus de grups funcionals d'oxigen com hidroxil fenòlic, carboxil, acil i carbonil, que poden ser centres actius per a l'adsorció. Les interaccions implicades inclouen la complexació π-π, la interacció electrostàtica i la interacció donant-acceptador d'electrons. A causa de l'efecte sinèrgic de diferents tipus d'interaccions, el comportament d'adsorció pot ser complex. Tanmateix, l'adsorció de CO2 per materials basats en carboni és principalment una adsorció física feble, que es veu molt afectada per la temperatura. La temperatura dels gasos de combustió és generalment entre 50 i 120 graus, i la selectivitat pel CO2 és relativament baixa. La capacitat d'adsorció disminueix bruscament en condicions d'alta temperatura. Per tant, la millora de la interacció entre l'adsorbat i l'adsorbent i la selectivitat pel CO2 són punts clau.