Adsorção de CO2 Presente em Mistura Gasosa Utilizando Cinzas Leves da Combustão do Carvão Mineral

Abstract

Le captage, l'utilisation et le stockage du carbone (CCUS) est un ensemble de processus visant à réduire les émissions de CO2 d'origine industrielle. Pour aider à de tels processus, des recherches sur l'adsorption du CO2 ont été développées, et plusieurs matériaux qui interagissent favorablement avec cette molécule ont été étudiés. Les cendres de la combustion du charbon ont été utilisées dans des applications d'ingénierie telles que l'adsorption, car elles constituent un matériau environnemental passif, avec une structure chimique riche en aluminosilicates. Dans ce contexte, l'objectif de ce travail était d'étudier l'utilisation potentielle des cendres volantes dans l'adsorption du CO2. La partie expérimentale comprenait la caractérisation des cendres volantes, le développement d'une adaptation de la méthode de quantification du mélange gazeux de CO2 et N2 par chromatographie en phase gazeuse et l'étude de l'influence de la température sur le processus d'adsorption du CO2 en lit fixe. Dans la caractérisation des cendres volantes, des résultats caractéristiques ont été obtenus, avec des concentrations élevées de SiO2 et Al2O3, qui ont été réaffirmés dans les analyses XRD, FTIR et XRF. De plus, des phases significatives d'hématite et de quartz ont été trouvées. Pour ρreal et ρbulk, on a trouvé 2,64 g/cm3 et 0,71 g/cm3 , respectivement, obtenant une valeur de 0,65 pour la porosité du lit statique de particules. Concernant l'adaptation de la méthode chromatographique développée pour l'analyse de ce travail, il a été conclu que le paramètre déterminant pour la séparation du N2 et du CO2 était le débit du gaz vecteur à 40 mL/min, permettant la quantification du CO2 et du N2 effluent du lit d'adsorption et obtention de la courbe de rupture du lit de cendres. Dans le procédé d'adsorption en lit fixe, il a été observé que la température influençait directement le procédé, et plus la température est élevée, plus le déplacement du point de rupture est important. En ce qui concerne le procédé, la capacité d'adsorption la plus élevée a été obtenue et le temps le plus long jusqu'au point de rupture était à 100 °C, avec un qt approximatif de 452 mg/g, avec l'efficacité d'élimination la plus faible jusqu'au point de saturation du lit d'environ 55 %. Pour des températures de 15, 100 et 300°C, les modèles cinétiques ajustés qui convenaient étaient ceux de Thomas et Yoon-Nelson, avec des R2 de 93, 96 et 96 %, respectivement, pour les deux modèles.