การพัฒนาตัวดูดซับจากแคลเซียมออกไซด์เพื่อการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง

Abstract

ตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ถูกปรับปรุงความสามารถในการดูดซับเพื่อนำมาใช้ในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิสูง ในงานวิจัยนี้ตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ที่ใช้ได้มาจากการเผาแคลเซียมคาร์บอเนตที่สังเคราะห์ด้วยวิธีการตกตะกอนระหว่างสารตั้งต้นแคลเซียมและคาร์บอเนตที่แตกต่างกัน ผลของการปรับปรุงโดยการเลือกใช้สารตั้งต้นแคลเซียมและคาร์บอเนตที่แตกต่างกัน การเติมสารเติมแต่งการเลือกใช้วิธีการสังเคราะห์ได้ถูกนำมาตรวจสอบความสามารถในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ผลการทดลองแสดงใหเ้ห็นว่าการเลือกใช้สารตั้งต้น ต่างชนิดกันจะทำให้เกิดรูปร่างของแคลเซียมออกไซด์ที่มาจากแคลซียมคาร์บอเนตที่แตกต่างกันซึ่งรูปร่างที่แตกต่างกันนั้น ส่งผลต่อความสามารถในการดูดซับแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ โดยแคลเซียมออกไซด์ที่สังเคราะห์จากแคลเซียมอะซิเตรทกับยูเรียมีรูปร่างเป็นโครงร่างตาข่ายที่เกิดจากการเชื่อมกันของอนุภาคขนาดเล็กซึ่งแสดงความสามารถในการดูดซับได้ดีคือ 0.64 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกรัมของแคลเซียมออกไซด์ที่700 องศาเซลเซียส ในส่วนของการเติมสารเติมแต่งคือสารลดแรงตึงผิวลงไปในขั้นตอนการสังเคราะห์นั้นพบว่าส่งผลต่อคุณสมบัติของแคลเซียมออกไซด์และส่งผลต่อความสามารถในการดูดซับตัวดูดซับที่ถูกเตรียมโดยการเติมสารลดแรงตึงผิวชนิดเจ็มมินายลงไป 2 มิลิโมลาร์จะมีรูปร่างเหมือนแท่งที่มีผิวขรุขระและมีพื้นที่ผิวที่16.3 ตารางเมตรต่อกรัม ตัวดูดซับนี้มีความสามารถในการดูดซับที่ 0.29 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกรัมของแคลเซียมออกไซด์ที่600 องศาเซลเซียส นอกจากนี้ตัวดูดซับแคลเซียมออกไซด์ได้ถูกปรับปรุงความเสถียรทางความร้อนโดยรวมแคลเซียมออกไซด์กับอะลูมินัมด้วยเทคนิคที่แตกต่างกัน ผลการปรับปรุงแสดงใหเ้ห็นว่าการสังเคราะห์โดยวิธีโซลเจลนั้น สารถดูดซับได้0.63 กรัมคาร์บอนไดออกไซด์ต่อกรัมของแคลเซียมออกไซด์ และผลการทดสอบการดูดซับ ในหลายรอบพบว่าความสามารถในการดูดซับลดลง 35 เปอร์เซนต์หลังจากการดูดซับในรอบที่ 10 CaO-based sorbent was synthesized and used as sorbent for high-temperature CO2 sorption. In this work, CaO was obtained from calcination of CaCO3, which was produced by precipitation technique using different precursors of calcium and carbonate. The effect of precursor (both calcium and carbonate precursors), the addition of additive, and synthesis method on CO2 sorption capacity were investigated. The results show that precursor has an effect on morphology of CaO derived from CaCO3 and also has an influence on CO2 capture ability. CaO, synthesized from the use of calcium acetate and urea, show large network of connected particles, which resulted in good performance of CO2 sorption capacity of 0.64 gCO2/gCaO at 700oC. In addition, the addition of additive during synthesis also show the effect on CaO properties and the ability to adsorb CO2. The sorbent prepared with the addition of 2 mM of Gemini surfactant provides rod-like structure with rough surface and large surface area (16.3 m2/g). This sorbent offers CO2 sorption capacity of 0.29 gCO2/gCaO at 600oC. In addition, thermal stability of CaO was improved by incorporating CaO with aluminum using different techniques. The results show CaO-based sorbent synthesized by sol-gel technique provides good performance of CO2 capture at 0.63 gCO2/gCaO and CO2 sorption capacity reduced approximately 35% after 10 repeated cycles.