Characteristics and performance of CaO-based high temperature CO<sub>2</sub> sorbents derived from a sol–gel process with different supports

Xu, Yongqing; Luo, Cong; Zheng, Ying; Ding, Haoran; Wang, Qiyao; Shen, Qiuwan; Li, Xiaoshan; Zhang, Liqi

doi:10.1039/c6ra15785h

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“…. The carbonation of CaO commonly includes a chemical reaction‐controlled stage and a product layer diffusion‐controlled stage . The reaction process was initiated by a fast reaction‐controlled stage, followed by a slower product layer diffusion‐controlled stage.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Increasing Porosity of Molded Calcium‐Based Sorbents by Glucose Templating for Cyclic CO₂ Capture

Ding

Luo

et al. 2018

Chem Eng & Technol

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With the aim to enhance the CO2 capture capacity and anti‐attrition property of CaO‐based sorbents simultaneously, a novel CaO‐based sphere was prepared by extrusion‐spheronization using Ca(OH)2 powder with glucose templating. The CO2 capture characteristics and attrition resistance property of the sorbent were examined and the microstructure of the sorbents was analyzed. The results demonstrate that the obtained spherical sorbents exhibit an outstanding anti‐attrition performance compared to limestone sorbent. After 100 cycles, all of the templated sorbents hold a CO2 capture capacity of more than one time higher than that of limestone. The optimum templating rate of glucose in the sorbent was 1–5 wt %.

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Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Increasing Porosity of Molded Calcium‐Based Sorbents by Glucose Templating for Cyclic CO₂ Capture

Ding

Luo

et al. 2018

Chem Eng & Technol

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“…Para o material sintetizado via solgel observou-se um aumento na capacidade de captura até o terceiro ciclo e, a partir deste ponto, a capacidade de captura de CO 2 começou a diminuir. Os resultados encontrados na literatura (Lee et al, 2015;Xu et al, 2016) indicam que a captura de CO 2 utilizando CaO diminuiu com os ciclos, o que está de acordo com os resultados apresentados neste trabalho. Para o material impregnado com alumina observa-se um um crescimento gradual na capacidade de captura até o terceiro ciclo, sendo que a capacidade de captura de CO2 permanece praticamente constante nos demais ciclos.…”

Section: Resultados E Discussõesunclassified

“…De fato, vários autores (Lee et al, 2015;Xu et al, 2016) tem reportado a perda de atividade de materiais a base de cálcio devido a Figura 1 -Capacidade de captura de CO 2 do CaO preparado pelo método sol gel em função do número de ciclos.…”

Section: Resultados E Discussõesunclassified

“…A descrição da preparação de cada material é apresentada a seguir. Sol-gel: Foram empregados os procedimentos propostos por Lee et al (2015) e Xu et al (2016). O precursor utilizado para síntese foi o nitrato de cálcio tetrahidratado e foi usado ácido cítrico como agente quelante.…”

Section: Preparação Dos Materiaisunclassified

“…Três possibilidades para melhorar a performance de captura dos óxidos a base de cálcio submetidos a diversos ciclos de calcinação-carbonatação são: (1) a adição de suportes inertes, (2) técnicas avançadas de preparação, como a síntese pelo método sol-gel (Xu et al, 2016) e (3) a modificação da estabilidade e estrutura dos materiais.…”

Section: Introductionunclassified

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Captura De Dióxido De Carbono Utilizando Óxidos a Base De Cálcio

Bisinoti¹,

Silva²,

Santos³

2017

Blucher Chemical Engineering Proceedings

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RESUMO -A captura de dióxido de carbono (CO 2 ) foi realizada por ciclos de carbonatação de materiais contendo óxido de cálcio. Entre cada ciclo de carbonatação foi realizada a decomposição do carbonato de cálcio formado com formação de CO 2 com elevada pureza. A reação de carbonatação foi conduzida a 700 ºC, 1 atm e corrente de CO 2 puro, enquanto a decomposição foi realizada a 800 ºC em corrente de nitrogênio. Os materiais estudados foram óxido de cálcio, preparado pelo método sol-gel, e uma mistura contendo 50% em massa de óxido de cálcio e 50% em massa de alumina. Os materiais foram caracterizados por difração de raios x e adsorção de nitrogênio. A captura de CO2 no óxido de cálcio puro foi de aproximadamente 0,70 g de CO2 por grama de óxido de cálcio, enquanto sobre a mistura óxido de cálcio-alumina foi de 0,10 g de CO 2 por g do material. O material contendo alumina foi mais resistente durante os ciclos de reação do que o óxido de cálcio puro. INTRODUÇÃOOs gases do efeito estufa, em inglês, GHG (Greenhouse Gases), existem naturalmente na atmosfera. Entretanto, com o advento da revolução industrial e o aumento no consumo de combustíveis fósseis ocorreu um crescimento exagerado na concentração desses gases na atmosfera, considerados os grandes responsáveis pelo aumento da temperatura terrestre vivenciado nos últimos anos, fenômeno conhecido como aquecimento global (Qin et al., 2015).O dióxido de carbono (CO 2 ) é o principal GHG e, na história recente, apresentou um aumento de emissões sem precedentes. Por isso, fontes estacionárias que utilizam combustão de combustíveis fósseis, como usinas termoelétricas e indústrias de aço e cimento, são consideradas as maiores responsáveis pelo aquecimento global.A captura e armazenamento de CO 2 é uma alternativa promissora para a redução das emissões de GHG, por meio do abatimento do CO 2 emitido por fontes estacionárias. Atualmente, a tecnologia mais empregada para este fim é a de absorção por aminas; porém, os altos custos e os problemas relacionados à sua degradação e perda vêm direcionando diversas pesquisas para o desenvolvimento de materiais sólidos para captura de CO 2 (Lu et al., 2014).De maneira geral, os gases provenientes da queima de carvão ou gás natural possuem em média uma concentração de 10 a 20% de CO 2 e a captura deste gás pode ser feita pela reação entre o óxido de cálcio (CaO) e o CO 2 . O processo é conhecido como Ca-looping

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Scale‐up production and process optimization of Zr‐doped CaO‐based sorbent for CO₂ capture

Jiang

Zhang

et al. 2020

Asia-Pacific J Chem Eng

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In this work, Zr-doped CaO-based sorbents were prepared at several kilograms per batch using a simple sol-gel technique. CO 2 adsorption performance and cycling stability of the synthesized sorbents were significantly improved in consequence of the incorporation of Zr component. Technological conditions of the scale-up production were optimized, including precursor concentration of calcium, amount of citric acid, gelification temperature, and gelification time, which played important roles in the sol-gel preparation process. The factors affecting the carbonation/calcination process of sorbent (volume fraction of CO 2 and calcination temperature) were also investigated. A 4-kg CaO-based sorbents, with appropriate nanosize CaO crystallite, loose and porous structure, and uniform distribution of Ca and Zr, have been synthesized successfully at one batch, which exhibited a final CO 2 adsorption capacity of 5.86 mol-CO 2 /kg-ads under a lower volume fraction of CO 2 (15%) and a higher calcination temperature (900 C) after 45 adsorption/desorption cycles.

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Characteristics and performance of CaO-based high temperature CO₂ sorbents derived from a sol–gel process with different supports

Abstract: 10 CaO-based sorbents were synthesized by a sol–gel process supported with various materials, and their cyclic behavior was investigated under the same reaction conditions.

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Increasing Porosity of Molded Calcium‐Based Sorbents by Glucose Templating for Cyclic CO₂ Capture

Increasing Porosity of Molded Calcium‐Based Sorbents by Glucose Templating for Cyclic CO₂ Capture

Captura De Dióxido De Carbono Utilizando Óxidos a Base De Cálcio

Scale‐up production and process optimization of Zr‐doped CaO‐based sorbent for CO₂ capture

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Abstract: 10 CaO-based sorbents were synthesized by a sol–gel process supported with various materials, and their cyclic behavior was investigated under the same reaction conditions.

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