Kapacita kalcinátů a hydrátů vápenců pro záchyt vlhčeného oxidu uhličitého

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F60461373%3A22320%2F16%3A43901741" target="_blank" >RIV/60461373:22320/16:43901741 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Kapacita kalcinátů a hydrátů vápenců pro záchyt vlhčeného oxidu uhličitého

Popis výsledku v původním jazyce

Oxid vápenatý se jeví jako efektivní sorbent pro záchyt CO2 ze spalin za vyšších teplot. Při doplnění kal-cinačním reaktorem k produkci čistého CO2 je vhodná forma CaO v karbonatačním reaktoru základem pro získání efektivního vysokoteplotního netoxického CCS procesu. Článek se zabývá laboratorním studiem vylepšování záchytu CO2 v průběhu karbonatačních /kalcinačních cyklů jeho zvlhčováním a použitím jednak kalcinovaných, a jednak hydratovaných vápenců jako sorbentů. Při stejné hmotnosti jsou totiž hydráty z hlediska jejich teoretické sorpční kapacity až o 50 % lepší sorpční materiál než původní vápence, ze kterých vznikly. Laboratorní výsledky ukazují na pozitivní přínos zvlhčování CO2, díky čemuž při teplotách pod 520 oC vzniká v sorbentu nová fáze, hydroxid vápenatý, s vyšší afinitou k záchytu CO2. U čerstvých hydrátů má přítomná hydratovaná forma CaO v prvním cyklu téměř stoprocentní záchyt CO2 vyjádřený jako konverze CaO. Čím je nižší teplota kalcinace, tím je nižší deaktivace sorbentu vzhledem ke vzniku spečenin a nízkoteplotních tavenin bránících přístupu CO2 k volnému CaO uvnitř jeho částic. Proti vápencům má použití hydrátů s vlhčením výhodu především v oblasti prvních několika desítek cyklů, kde jsou rozdíly v konverzi CaO mezi oběma největší. S postupujícím počtem cyklů přechází proces na difuzní řízení. Na úrovni 200 cyklů je konverze hydrátů ve srovnání se zbytkovou konverzí vápenců stále ještě dvojnásobná. Hydráty z vápenek Čertovy schody a Vitošov se jeví jako velmi vhodné pro průmyslové CCS aplikace. Jejich deaktivaci lze zmírnit omezením počtu cyklů, po kterých bude nutné sorbent upravit mletím, čerstvou aditivací a repeletizací.

Název v anglickém jazyce

Humid CO2 Capture Capacity of Calcinated and Hyd-rated Lime

Popis výsledku anglicky

Calcium oxide can be an effective sorbent to sepa-rate CO2 at high temperatures. When coupled with cal-cination step to produce pure CO2, the carbonation reaction is the basis for several nontoxic high temperature CO2 capture systems. Hydrated lime has a great potential to be more effective CO2 sorbent in the carbon capture and storage systems (CCS) than its original limestone, provided that the carbonation temperature is low enough to enable calcium hydroxide existence. At the same mass, the maximum theoretical CO2 sorption capacity of pure calcium hydroxide is 59.3 wt.% compared to only 44.0 wt.% of theoretical CO2 content in pure calcium carbonate. This work tested calcined limestone (lime) and hydrated lime samples from two Czech suppliers (Čertovy schody and Vitošov) for the purposes of their use in the process of high temperature carbonate looping. The multicycle tests were done using differential scanning calorimetric and thermogravimetric analyzer (DSC-TGA), equipped with CO2 moisturizer, alternating between calcination conditions (900 oC and 950 oC) and carbonation condition (400 oC). Observed CO2 capture capacities were converted to CaO conversion capacities. Results show that the samples are capable to capture ca 56 to 57g of CO2 for 100g of hydrated lime. At the same mass, the hydrated limes show up to 50 wt.% higher theoretical CO2 sorption capacity compared to original limestones. Results of laboratory investigation show positive role of humid CO2 in reactivation of sorbent capacity below the temperature for thermodynamic stability of calcium hydroxide. Compared to original CaO, Ca(OH)2 has higher affinity for CO2 capture especially during the first few cycles. The adsorption capacity of all samples decreases with the multiple humid CO2 capture.

Druh

J_x - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

CEP obor

CI - Průmyslová chemie a chemické inženýrství

OECD FORD obor

—

Projekt

—

Návaznosti

S - Specificky vyzkum na vysokych skolach

Rok uplatnění

2016

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Paliva

ISSN

1804-2058

e-ISSN

—

Svazek periodika

8

Číslo periodika v rámci svazku

1

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

7

Strana od-do

22-28

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

—