ブレークスルーアナライザー（BTA）

直接空気回収 DACは、水分を含む他の不純物とともに空気中の二酸化炭素濃度が低いため困難であり、捕捉されたCO 2 は地下に隔離、販売、または付加価値のある化学物質に変換されて炭素排出量を相殺する可能性があります。< / td>	CO 2 吸着 発電、化学プラント、および製油所は二酸化炭素排出の重要な点源であり、直接空気回収と比較した場合、高濃度では多くの場合、異なる動作条件が必要になります。
OLEFIN / PARAFFIN SEPARATONS 石油化学産業の中核部分であり、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリマーの製造に使用されています。これらの分離はエネルギー集約的であり、CO 2 排出量を増加させます。	天然ガスの分離 天然ガスは、炭化水素とその他のガスの混合物であり、産業用途や家庭での暖房や食品の調理に使用する前に精製する必要があります。
有毒ガスの吸着 多孔質固体は、個人の保護に使用され、天然ガスやその他のプロセスフィードから二酸化硫黄、硫化水素、二酸化窒素などの有毒ガスを捕捉するために開発中です。	水の吸着 乾燥した気候や農業用水の使用量の増加により淡水の供給が制限されているクリーンな世界の多くの地域では、空気から水を収穫することが重要な技術となる可能性があります。

ゼオライト 窒素吸着の選択性が高いゼオライト5A、13X、LiXを用いた圧力スイング吸着は、空気分離や酸素生成に商業的に利用されています。	シリカ アミン官能化シリカは効果的で選択性の高い吸着剤であり、CO 2 の直接空気回収（DAC）に使用されます。
多孔質膜/モノリス 多孔質膜とモノリスでコーティングされたゼオライトまたはMOFは、分離プロセスの運用効率を向上させるために一般的に使用されます。	活性炭 自動車の燃料システムからの揮発性有機化合物（VOC）は、活性炭を充填したキャニスターによって捕捉され、これらのVOC排出量は最小限に抑えられます。
多孔質アルミナ アルミナ–支持されたイオン液体は、天然ガスからCO 2 を分離するための潜在的な用途を持つ効果的な吸着剤です。	金属有機フレームワーク MOFは選択性の高い吸着剤であり、アルカンやアルカンなどの要求の厳しい商業用途に効果的です。オレフィン、オレフィン＆amp;アルキン、DAC、CO 2 ＆amp; CH 4 。

ブレークスルー吸着理論

画期的な分析は、流動条件下での吸着剤の吸着容量を決定するための強力な手法です。動的画期的な吸着は、静的吸着測定に比べて多くの利点があります。

• • 多成分吸着データを簡単に収集
  • 吸着質の選択性を決定する
  • プロセス条件を複製する

画期的な分析を行う場合、サンプルの準備は、圧力損失と物質移動の制限を防ぐための分析プロセスの重要なステップです。圧力降下は、粒子間の隙間が小さすぎてガスの流量に対応できない場合に発生します。物質移動の制限は、材料の細孔サイズが吸着質の動的直径と類似している場合に発生します。したがって、最良の結果を得るには、粒子のサイズを適切に設定することが重要です。

マルチコンポーネントスチーム分析

Micromeritics BTAは、充填されたカラムを介して最大2つの蒸気ストリームを同時に流すことができます。サーモスタット付き環境チャンバーは、分析中のこれらの蒸気流の凝縮を防ぎ、すべてのガスと蒸気が機器内で一定の温度を維持することを保証します。蒸気流は、キャリアガスが選択した蒸気で飽和状態に達することを可能にするバブラーを使用して生成されます。下の図は、ゼオライト13Xで実施された多成分エタノール/水のブレークスルー測定を示しています。

ブレークスルーカーブの調査

• • 1. 完全な吸着

       吸着ガスは完全に吸着されているため、ブレークスルーカラムの出口では何も検出されません。

    2. ブレークスルー

       吸着ガスは、ブレークスルーカラムの出口で最初に検出されます。ガスは吸着し続けます。ただし、吸着剤は、ブレークスルーカラムに入るガス全体を吸着できなくなります。

    3. 飽和

       吸着剤が飽和状態になり、吸着ガスを吸着できなくなり、カラムを自由に通過できるようになります

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二酸化炭素の吸着

ゼオライト13Xと5A、および有機金属フレームワークMIL-53（Al）とFe-BTCで、単一成分の二酸化炭素ブレークスルー吸着実験を実施しました。すべての材料は、10sccmの窒素と10sccmの二酸化炭素からなる等モルのガス流を流しながら30°Cで分析されました。画期的な実験の開始を特定するのに役立つように、ヘリウムの1sccmストリームもトレーサーガスとして供給ガスストリームにブレンドされました。 4つの材料の破過曲線は、質量正規化軸上に以下にプロットされています。吸着されたCO ₂ の総量は、次の傾向に従います。モレキュラーシーブ5A＆gt;ゼオライト13X＆gt; Fe-BTC＆gt; MIL-53（Al）。下の表は、総吸着量をミリモル/ gで示しています。

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<表>

マテリアル 二酸化炭素吸着（MMOL / G） ゼオライト13X 2.94 モレキュラーシーブ5A 3.52 MIL-53（AI） 1.23 FE-BTC 2.30

高圧吸着

ゼオライト13Xは、触媒作用と吸着への応用のために広く研究されてきました。この研究では、ゼオライト13Xを二酸化炭素吸着用の吸着剤として使用し、1〜10バールの圧力で画期的な曲線を収集しました。これらの測定値は、10sccmの窒素と10sccmの二酸化炭素の等モル流量を使用して収集されました。画期的な実験の開始を決定するために、1sccmのヘリウムストリームをトレーサーガスとして使用しました。すべての測定値は、30°Cの分析温度で収集されました。各測定の間に、二酸化炭素の完全な脱着を確実にするために、ゼオライト13Xサンプルを一晩再活性化しました。この図は、圧力が増加するにつれて、連続する実験全体でブレークスルー時間が一貫して増加することを示しています。

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二酸化炭素のブレークスルー測定に続いて、ブレークスルー方程式を解くことにより、各曲線の平衡吸着量を計算しました。次に、1、2、3、5、7、および10バールの全圧で吸着された二酸化炭素の量を表示する等温線が構築されました。 10バールで、ゼオライト13Xはおよそ15ミリモル/ gの二酸化炭素を吸着しました。ブレークスルーを介して収集された等温データは、静的吸着測定と直接相関させることはできませんが、プロセス関連の条件での吸着剤の評価を提供できます。