阿拉伯联合酋长国的研究人员开发并验证了一种工具,用于评估新开发的用于燃烧后CO 2捕获的吸附剂的潜在性能和经济可行性。该工具由哈利法科技大学的AhmedAlHajaj、LourdesVega及其同事开发,将分子模拟与动态过程模型相结合。分子模拟生成分子水平的吸附数据,用于筛选材料,而动态过程模型同时优化操作条件并提供技术经济分析。

AlHajaj解释说,目前“大多数这些材料仅在实验室规模和有限的操作条件下进行评估,不知道它们在工业条件下的实际表现如何。” 一般来说,只有更成熟的Zeolite吸附剂在中试规模上进行了广泛的测试。用于评估吸附剂的现有模型通常未能正确考虑设备的大小、操作变量和成本,导致工艺放大后性能的不一致。

为了克服之前模型的局限性,Khalifa团队考虑了非货币化的关键性能指标,包括捕获的CO 2纯度、回收的CO 2数量和捕获过程所需的能量。这些与货币化指标(例如CO 2捕获和压缩成本)相结合,以全面了解吸附剂在工业规模上用于碳捕获的适用性。’目的是以预测的方式研究一种材料分别满足美国能源部90%和95%回收率和纯度目标的能力,以及在工业规模水平上的权衡,而无需进行实验性实施来测试它们,”Vega说。

沸石对用于碳捕获的吸附剂进行现实检查-国投盛世

为了证明多尺度模型的实用性,该团队用它来评估五种吸附材料,其中包括碳基吸附剂、传统沸石和金属有机骨架(MOF)。然后,他们在商业规模的碳捕获系统中用干烟气测试了这些材料。在所研究的吸附剂中,MOFUTSA-16的性能与工业中广泛使用的传统沸石13X一样好。然而,由于与合成MOF相关的成本,沸石13X仍然是性能最好的低成本材料。

英国谢菲尔德大学可持续能源和资源工程专家KyraSedransk Campbell评论说,该方法正在“解决这个问题,在某种程度上,制造一种惊人的材料不一定会转化为工业——规模,这是非常有用的……这些方法肯定会引起许多工业研发部门的共鸣,作为建立材料和技术可行性的机制。