Zeolith-Molekularsieb

Zeolith-Molekularsieb

Zeolith ist ein Alumosilikat, das aus AlO4-Tetraedern besteht, die SiO4-Tetraeder ersetzen, was zu einer negativen Ladung führt, die durch austauschbare Kationen in den Poren und Hohlräumen der gesamten Struktur ausgeglichen wird. Im Allgemeinen hängt die CO2-Abscheidung durch Zeolithe von Faktoren wie der Struktur und Zusammensetzung des Zeolithgerüsts, Kationen und funktionellen Gruppen ab. Unter den porösen Materialien für die CO2-Abtrennung erfreuen sich Zeolithe aufgrund ihrer Vorteile wie gute Verfügbarkeit, niedrige Kosten, hohe CO2-Abscheidungsrate, schnelle Kinetik sowie gute chemische und thermische Stabilität zunehmender Beliebtheit in der Adsorptionstechnologie.

Breites Anwendungsspektrum. Die Anpassung der Gerüststruktur, der Kationen, die chemische Modifikation und die Materialkompoundierung gelten als wirksame Methoden für die CO2-Adsorptions- und Desorptionsleistung von Hochzeolithen. verwendeten eine molekulare Simulation, um 13X zu simulieren
Kationenaustausch mit unterschiedlichen Li+-, K+- und Ca2+-Gehalten in Zeolithen. Die Adsorptionsleistung verschiedener Kationenaustauscher-Zeolithe für CO2 wurde unter den Gesichtspunkten Porenvolumen, Adsorptionsisotherme, Adsorptionswärme und CO2/N2-Selektivität bewertet. Es wurde festgestellt, dass das CO2-Molekül ein Quadrupolmoment besitzt. , das mit kleineren kationischen Zeolithen wie Li+ verwendet werden kann, hat das Silizium-zu-Aluminium-Verhältnis auch einen erheblichen Einfluss auf die Adsorptionsselektivität von CO2. Calleja et al. untersuchten den Einfluss des Si/Al-Verhältnisses auf die Polarität des Zeoliths und die CO2-Adsorption durch Anpassung des Si/Al-Verhältnisses des Zeoliths. Es zeigt sich, dass mit abnehmendem Si/Al-Verhältnis die Selektivität des Adsorbens für CO2 zunimmt.

Mithilfe der 3D-Drucktechnologie wurde ein bindemittelfreies Zeolithmaterial mit hierarchischer Struktur hergestellt, das unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen eine hervorragende mechanische Stabilität und eine Adsorptionskapazität von CO2 von 245,52 mg/g aufwies. Eine Art Zeolithmaterial wurde bei 25 °C hergestellt. Der mit Kupfer dotierte RHO-Zeolith hat eine CO2-Kapazität von 3,2 mmol/g bei Grad, was ihn zu einer potenziellen Technologie zur Kohlenstoffabscheidung durch Druckwechseladsorption macht. Durch die chemische Modifizierung wird die Adsorptionsselektivität von Zeolith für CO2 effektiv verbessert. Monoethanolamin (MEA) und Ethylendiamin (ED) werden durch ionische Bindungen chemisch an das Zeolithgerüst fixiert, um das Abbauproblem von Aminen zu überwinden. Die hergestellte Amin@HY-Probe weist eine ausgezeichnete CO2-Adsorptionsselektivität und eine ausgezeichnete thermische Zyklusstabilität unter den Bedingungen einer Adsorptionstemperatur von 9 0 Grad und einer Desorptionstemperatur von 150 Grad auf. Amine wie Monoethanolamin, Tetraethylpentbutylamin und Morpholin wurden auf NaY-Zeolith geladen. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass bei Normaldruck und einer Temperatur von 323 K die Wechselwirkung zwischen den Amingruppen auf der Oberfläche des NaY-Zeoliths und CO2 der Hauptmechanismus seiner Adsorption ist. Im Vergleich zu Aktivkohle weist Zeolith eine bessere Aufnahmekapazität und eine höhere CO2/N2-Selektivität in Rauchgasen mit niedrigem CO2-Partialdruck (15 % CO2, 85 % N2) auf. Allerdings besteht auch das Problem einer deutlichen Abnahme der Adsorptionskapazität unter Hochtemperaturbedingungen, und die CO2-Adsorptionskapazität ist oberhalb von 200 Grad vernachlässigbar. Der Kompromiss zwischen Adsorptionskapazität, Adsorptionskinetik und mechanischer Stabilität von Zeolithen bleibt eine große Herausforderung bei ihren industriellen Anwendungen. Z Pilotversuche wurden an einer einstufigen VPSA-Einheit durchgeführt, die mit 5A-Zeolith und 13X-Zeolith gefüllt war. Für die Erfassung von entfeuchtetem Rauchgas mit einer CO2-Konzentration von 15,0 % kann 5A-Zeolith eine Anreicherungskonzentration von 71 % bis 81 % erreichen, und die Rückgewinnungsrate beträgt 86 % bis 91 %; Obwohl 13X-Zeolith eine bessere CO2-Adsorptionskapazität aufweist, zeigte er in Pilotbetriebstests eine ähnliche Leistung wie 5A-Zeolith mit einer Anreicherungskonzentration von 73 % bis 82 % und einer Rückgewinnungsrate von 85 % bis 95 %. Der Hauptgrund liegt darin, dass die stärkere Polarität von 13X die Desorption teurer macht. Daher muss bei der Anwendung die Auswahl des Zeoliths auf den tatsächlichen Einsatzgasbedingungen und den kinetischen Adsorptions- und Desorptionseigenschaften des Zeoliths basieren.