Твердые сорбенты для улавливания диоксида углерода после сжигания топлива. Краткий обзор
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc21(1)29-43Ключевые слова:
твердые сорбенты, диоксид углерода, улавливание.Аннотация
Улавливание диоксида углерода является важным и эффективным подходом к контролю выбросов CO2 в атмосферу из точечных источников, таких как электростанции, работающие на ископаемом топливе, промышленные печи, цементные заводы и др. В настоящее время наиболее развитой технологией улавливания CO2 является очистка жидким амином. В качестве альтернативы можно использовать твердые сорбенты для эффективного улавливания CO2, устраняя при этом недостатки, связанные с жидкими аминовыми сорбентами. В этом обзоре рассматриваются некоторые твердые сорбенты CO2, такие как цеолиты, оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, для улавливания CO2 при умеренных и высоких температурах. Обсуждаются современное состояние, проблемы, возможности и будущие направления исследований этих сорбентов.
Библиографические ссылки
(1) Godin J, Liu W, Ren S, Xu CC (2021) J. Environ Chem Eng 9:105644. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.105644
(2) Global Greenhouse Gas Emissions Data. (2021) 15 March. https://www.epa.gov/ghgemissions/global-greenhouse-gas-emissions-data.
(3) Kamkeng AD, Wang M, Hu J, Du W, Qian F (2021) Chemical Engineering Journal 409:128138. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.128138
(4) What Are The Disadvantages Of The Greenhouse Effect. (2022) 11 Jan. https://myassignmenthelp.com/blog/what-are-the-disadvantages-of-the-greenhouseeffect/
(5) Heuberger CF, Staffell I, Shah N, Dowell NM (2016) Energy Environ Sci 9:2497–2510. https://doi.org/10.1039/C6EE01120A
(6) Долгосрочное планирование энергетической системы. Анализ выполнения обязательств по Парижскому Соглашению с использованием технико-экономической модели TIMES для 16 регионов Казахстана. Брошюра: А. Керимрай, Б. Сулейменов, ЧУ «National Laboratory Astana» Nazarbayev University, Astana, 2016 44 с. ISBN 978-601-280821-6
(7) Xiao X, Gu J, Liang W, Yu Q, Tang M (2022) Chemistry and Industry 50:26–29.
(8) Xie H (2021) Chem Fert Chemicals 59:1–9.
(9) Wu B, Huang KR, Liu ZJ (2017) Chemistry and Industry 45:11–14.
(10) Su H, Cui L (2006) J Environ Sci Manag 31:79–81. https://doi.org/10.1002/ep.10145
(11) Megías-Sayago C, Bingre R, Huang L, Lutzweiler G, Wang Q and Louis B (2019) Front Chem 7:551. https://doi.org/10.3389/fchem.2019.00551
(12) Megías-Sayago C, Lara-Ibeas I, Wang Q, Le Calvé S, Louis B (2020) Front Chem 8:103724. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.103724
(13) Chen H, Wang W, Ding J, Wei X, and Lu J (2017) Energy Procedia 105:4370–4376. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2017.03.929
(14) Pham TD, Hudson MR, Brown CM, and Lobo RF (2014) ChemSusChem 7:3031–3038. https://doi.org/10.1002/cssc.201402555
(15) Sharma U, Tyagi B, and Jasra RV (2008) Ind Eng Chem Res 47:9588–9595. https://doi.org/10.1021/ie800365t
(16) Sircar S, Golden TC, and Rao MB (1996) Carbon 34:1–12. https://doi.org/10.1016/0008-6223(95)00128-X
(17) Murakami Y, Iijima A, Ward JW (1986) Studies in Surface Science and Catalysis, Tokyo: Co-Published by Kodansha LTD 28:3–1091.
(18) Hasegawa K, and Matsumoto A (2017) Role of cation in target adsorption of carbon dioxide from CO2-CH4 mixture by low silica X zeolites. AIP Conference Process, Stanbul, Turkey P. 1865:020002. https://doi.org/10.1063/1.4993321
(19) Ribooga Chang, Xianyue Wu, Ocean Cheung and Wen Liu (2022) J Mater Chem A 10:1682–1705. https://doi.org/10.1039/d1ta07697c
(20) Hashem SM, Karami D and Mahinpey N (2020) Fuel 269:117432. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.117432
(21) Olivares-Mar´ın M, Cuerda-Correa EM, Nieto-S´anchez A, Garc´ıa S, Pevida C and Rom´an S. (2013) Chem Eng J 217:71–81. https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.11.083
(22) Kou X, Li C, Zhao Y, Wang S and Ma X (2018) Fuel Processing Technology 177:210–218. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.04.036
(23) Yoon HJ and Lee KB (2019) Chem Eng J 355:850–857. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.08.148
(24) Yan X, Li Y, Ma X, Zhao J, Wang Z and Liu H (2019) New Journal of Chemistry 43:5116–5125. https://doi.org/10.1039/C8NJ06257A
(25) Wei S, Han R, Su Y, Gao J, Zhao G and Qin Y (2019) Energy and Fuels 33:5398–5407. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.9b00747
(26) Vall M, Hultberg J, Strømme M and Cheung O (2019) RSC Advances 9:20273–20280. https://doi.org/10.1039/C9RA02843A
(27) Hu Y, Guo Y, Sun J, Li H and Liu W (2019) J Mater Chem A 7:20103–20120. https://doi.org/10.1039/c9ta06930e
(28) Hwang BW, Lim JH, Chae HJ, Ryu HJ, Lee D, Lee JB, Kim H, Lee SC and Kim JC (2018) Process Saf Environ Prot 116:219–227. https://doi.org/10.1016/j.psep.2018.02.008
(29) Zhao X, Ji G, Liu W, He X, Anthony EJ and Zhao M (2018) Chem Eng J 332:216–226. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.09.068
(30) Guo Y, Tan C, Wang P, Sun J, Li W, Zhao C and Lu P (2020) Chem Eng J 379:122277. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122277
(31) Ding YD, Song G, Zhu X, Chen R and Liao Q (2015) RSC Advances 5:30929–30935. https://doi.org/10.1039/C4RA15127E
(32) Hanif A, Dasgupta S and Nanoti A (2016) Industrial & Engineering Chemistry Research 55:8070–8078. (33) https://doi.org/10.1021/acs.iecr.6b00647
(33) Jin S, Ko KJ and Lee CH (2019) Chem Eng J. 371:64–77. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.04.020
(34) Han KK, Zhou Y, Chun Y and Zhu JH (2012) J Hazard Mater 203:341–347. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.12.036
(35) Yang X, Liu W, Sun J, Hu Y, Wang W, Chen H, Zhang Y, Li X and Xu M (2016) ChemSusChem 9:1607–1613. https://doi.org/10.1002/cssc.201501699
(36) Cova F, Amica G, Kohopää K and Blanco MV (2019) Inorg Chem 58:1040–1047. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b01297
(37) Gómez-Garduño N and Pfeiffer H (2019) Thermochim Acta 673:129–137. https://doi.org/10.1016/j.tca.2019.01.017
(38) Peltzer D, Mùnera J, Cornaglia L and Strumendo M (2018) Chem Eng J 336:1–11. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.177
(39) Vu AT, Ho K, Jin S and Lee CH (2016) Chem Eng J 291:161–173. https://doi.org/10.1016/j.cej.2016.01.080
(40) Lara-García HA, Ovalle-Encinia O, Ortiz-Landeros J, Lima E and Pfeiffer H (2019) J Mater Chem A 7:4153–4164. https://doi.org/10.1039/C8TA12359D
(41) Wang K, Hong J, Zhou Z, Lin Z and Zhao P (2019) Energy Technology 7:325–332. https://doi.org/10.1002/ente.201800229
(42) Yang X, Liu W, Sun J, Hu Y, Wang W, Chen H, Zhang Y, Li X, Xu M (2016) ChemSusChem 9:2480–2487. https://doi.org/10.1002/cssc.201600737
(43) Seggiani M, Stefanelli E, Puccini M and Vitolo S (2018) Chem Eng J 339:51–60. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.01.117
(44) Ceyhan AA, Sahin O, Baytar O, Saka C (2013) J Anal Appl Pyrolysis 104:378–383. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2013.06.009
(45) Hadoun H, Sadaoui Z, Souami N, Sahel D, Toumert I. (2013) Appl Surf Sci 280:1–7. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.04.054
(46) Xu G, Lv Y, Sun J, Shao H, Wei L (2012) Clean 40:1093–1098. https://doi.org/10.1002/clen.201100738
(47) Dicko M, Guilmont M, Lamari F (2018) Current Sustainable Energy Reports 5:247–256. https://doi.org/10.1007/s40518-018-0116-6
(48) Liu WJ, Jiang H, Yu HQ (2015) Materials Chemistry Reviews 115:12251–12285. https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.5b00195
(49) Cunha MR, Lima EC, Lima DR, da Silva RS, Thue PS, Seliem MK, Sher F, dos Reis GS, Larsson SH (2020) J Environ Chem Eng 8:104506. https://doi.org/10.1016/j.jece.2020.104506
(50) da Paix˜ ao Cansado, Belo IP, Mira Mourao CR, Pesticides PA (2019) Environ Nanotechnol Monit Manag 12:100261. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2019.100261
(51) Dabbawala AA, Ismail I, Vaithilingam BV, Polychronopoulou K, Singaravel G, Morin S, Berthod M, Al Wahedi Y (2020) Microporous Mesoporous Materials 303:110261. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2020.110261
(52) Danish M, Ahmad T (2018) Renew Sustain Energy Rev 87:1-21. https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.02.003
(53) David E, Kopac J. (2014) J Anal Appl Pyrolysis 110:322–332. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2014.09.021
(54) Pietrzak R, Nowicki P, Ka´zmierczak J, Kuszynska I, Goscianska J, Przepiorski J (2014) Chem Eng Res Des 92:1187–1191. https://doi.org/10.1016/j.cherd.2013.10.005
(55) Mohamad Nor, Chang LL, Tong LC, Mohamed AR (2013) J Environ Chem Eng 1:658-666. https://doi.org/10.1016/j.jece.2013.09.017
(56) Ello AS, De Souza LKC, Trokourey A, Jaroniec M (2013) Microporous Mesoporous Materials 180:280–283. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2013.07.008
(57) Plaza MG, Gonzalez AS, Pevida C, Pis JJ, Rubiera F (2012) Applied Energy 99:272–279. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2012.05.028
(58) Lee SY, Park SJ (2015) Ind Eng Chem Res 23:1–11. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2014.09.001
(59) Ogungbenro AE, Quang DV, Al-Ali KA, Vega LF, Abu-Zahra MRM (2018) J Environ Chem Eng 6:4245–4252. https://doi.org/10.1016/j.jece.2018.06.030
(60) Many JJ, Gonz´ alez B, Azuara M, Arner G (2018) Chem Eng J 345:631–639. https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.01.092
(61) Travis W, Gadipelli S, Guo Z (2015) RSC Advances 5:29558–29562. https://doi.org/10.1039/c4ra13026j
(62) Zhang Song W, Ma Q, Xie L, Zhang X, Guo H (2016) Energy Fuels 30:4181–4190. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.5b02764
(63) Wang R, Wang P, Yan X, Lang J, Peng C, Xue Q (2012) ACS Appl Mater Interfaces 4:5800–5806. https://doi.org/10.1021/am302077c
(64) Li M, Xiao R (2019) Fuel Processing Technology 186:35–39. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2018.12.015
(65) Wei H, Deng S, Hu B, Chen Z, Wang B, Huang J, Yu G (2012) ChemSusChem. 5:2354–2360. https://doi.org/10.1002/cssc.201200570
(66) Li D, Tian Y, Li L, Li J, Zhang H (2015) J Porous Mater 22:1581–1588. https://doi.org/10.1007/s10934-015-0041-7
(67) Serafin J, Baca M, Biegun M, Mijowska E, Kalenczuk RJ, Srenscek-Nazzal J. Michalkiewicz B. (2019) Applied Surface Science 497:143722 https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.143722
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
