ANALYSEUR INNOVANT (BTA)

CAPTURE D’AIR DIRECTE Le DAC est difficile en raison des faibles concentrations de dioxyde de carbone dans l’air ainsi que d’autres impuretés, y compris l’humidité, et le CO2 capturé peut être séquestré sous terre, vendu ou converti en produits chimiques à valeur ajoutée pour compenser les émissions de carbone.< /td>	ADSORPTION DE CO2 La production d’électricité, les usines chimiques et les raffineries sont des sources ponctuelles importantes d’émissions de dioxyde de carbone et les concentrations plus élevées nécessitent souvent des conditions de fonctionnement différentes par rapport à la capture directe de l’air
SÉPARATIONS OLÉFINE/PARAFFINE Font partie intégrante de l’industrie pétrochimique et sont utilisés dans la production de polymères tels que le polyéthylène et le polypropylène ; ces séparations sont énergivores et augmentent les émissions de CO2.	SÉPARATION DU GAZ NATUREL Le gaz naturel est un mélange d’hydrocarbures et d’autres gaz qui doivent être purifiés avant d’être utilisés dans des applications industrielles et domestiques pour le chauffage et la préparation des aliments.
ADSORPTION DE GAZ TOXIQUES Les solides poreux sont utilisés pour la protection individuelle et également en cours de développement pour la capture des gaz toxiques, notamment le dioxyde de soufre, le sulfure d’hydrogène et le dioxyde d’azote provenant du gaz naturel ou d’autres flux de processus.	ADSORPTION D’EAU La récolte de l’eau de l’air peut être une technologie essentielle pour de nombreuses régions du monde propres, où l’approvisionnement en eau douce est limité en raison d’un climat aride ou de l’utilisation croissante de l’eau pour l’agriculture.

ZÉOLITES L’adsorption modulée en pression utilisant la zéolite 5A, 13X ou LiX, qui ont une sélectivité élevée pour l’adsorption de l’azote, est utilisée commercialement pour la séparation de l’air et la production d’oxygène.	SILICES Les silices fonctionnalisées aux amines sont des adsorbants efficaces et hautement sélectifs et sont utilisées pour la capture directe dans l’air (DAC) du CO2.
MEMBRANES POREUSES/MONOLITHES Les membranes poreuses et les monolithes revêtus de zéolithes ou MOF sont couramment utilisés pour améliorer l’efficacité opérationnelle des procédés de séparation.	CHARBON ACTIF Les composants organiques volatils (COV) des systèmes d’alimentation en carburant des automobiles sont capturés par des cartouches remplies de charbon actif et ces émissions de COV sont minimisées.
ALUMINIUM POREUSE Alumine – Les liquides ioniques supportés sont des adsorbants efficaces avec des applications potentielles pour la séparation du CO2 du gaz naturel.	CADRE MÉTALLIQUE-ORGANIQUE Les MOF sont des adsorbants hautement sélectifs qui sont efficaces pour les applications commerciales exigeantes, y compris les alcanes & oléfines, oléfines & alcynes, DAC et CO2 & CH4.

THÉORIE DE L’ADSORPTION INNOVANTE

L’analyse révolutionnaire est une technique puissante pour déterminer la capacité de sorption d’un adsorbant dans des conditions d’écoulement. L’adsorption dynamique par percée offre de nombreux avantages par rapport aux mesures d’adsorption statique.

• • Collecter facilement des données d’adsorption à plusieurs composants
  • Déterminer la sélectivité de l’adsorbat
  • Répliquer les conditions de processus

Lors de la réalisation d’une analyse révolutionnaire, la préparation de l’échantillon est une étape critique du processus d’analyse pour éviter les pertes de charge et les limitations de transfert de masse. La chute de pression se produit lorsque l’espace interstitiel entre les particules est trop petit pour s’adapter au débit de gaz. Les limitations de transfert de masse se produisent lorsque la taille des pores du matériau est similaire au diamètre cinétique de l’adsorbat. Le dimensionnement approprié des particules est donc essentiel pour obtenir les meilleurs résultats.

ANALYSE DE VAPEURS MULTICOMPOSANTS

Le Micromeritics BTA est capable de faire circuler jusqu’à deux flux de vapeur simultanément à travers sa colonne garnie. La chambre climatique thermostatée empêche la condensation de ces flux de vapeur pendant l’analyse et garantit que tous les gaz et vapeurs maintiennent une température constante dans l’instrument. Les flux de vapeur sont générés à l’aide d’un barboteur qui permet à un gaz porteur d’atteindre la saturation avec la vapeur de son choix. La figure ci-dessous montre les mesures de percée éthanol/eau multicomposants effectuées sur la zéolite 13X.

EXAMEN D’UNE COURBE INNOVANTE

• • 1. ADSORPTION COMPLÈTE

       Le gaz d’adsorbat est complètement adsorbé de sorte qu’aucun ne peut être détecté à la sortie de la colonne de percée

    2. PERCÉE

       Le gaz d’adsorbat est d’abord détecté à la sortie de la colonne de percée. Le gaz continue à s’adsorber ; cependant, l’adsorbant n’est plus capable d’adsorber la totalité du gaz entrant dans la colonne de percée

    3. SATURATION

       L’adsorbant a atteint la saturation et ne peut plus adsorber le gaz d’adsorbat, ce qui lui permet de traverser librement la colonne

 

 

ADSORPTION DU DIOXYDE DE CARBONE

Des expériences d’adsorption percée de dioxyde de carbone à un seul composant ont été menées sur des zéolithes 13X et 5A, et des structures métallo-organiques MIL-53(Al) et Fe-BTC. Tous les matériaux ont été analysés à 30°C tout en faisant circuler un courant gazeux équimolaire constitué de 10 sccm d’azote et de 10 sccm de dioxyde de carbone. Un flux de 1 sccm d’hélium a également été mélangé dans le flux de gaz d’alimentation en tant que gaz traceur pour aider à identifier le début de l’expérience révolutionnaire. Les courbes de percée pour les quatre matériaux sont tracées ci-dessous sur un axe normalisé en masse. La quantité totale de CO₂ adsorbée suit la tendance : tamis moléculaire 5A > zéolithe 13X > Fe-BTC > MIL-53(Al). Le tableau ci-dessous indique la quantité totale adsorbée en mmol/g.

 
MATÉRIEL DIOXYDE DE CARBONE ADSORBÉ (MMOL/G) ZÉOLITE 13X 2,94 TAMIS MOLÉCULAIRE 5A 3.52 MIL-53 (AI) 1.23 FE-BTC 2.30

ADSORPTION HAUTE PRESSION

La zéolithe 13X a été largement étudiée pour des applications en catalyse et en adsorption. Dans cette étude, la zéolite 13X a été utilisée comme adsorbant pour l’adsorption du dioxyde de carbone afin de collecter des courbes de percée de 1 à 10 bars de pression. Ces mesures ont été recueillies en utilisant des débits équimolaires de 10 sccm d’azote et 10 sccm de dioxyde de carbone. Un flux d’hélium de 1 sccm a été utilisé comme gaz traceur pour déterminer le début de l’expérience révolutionnaire. Toutes les mesures ont été recueillies à une température d’analyse de 30°C. Entre chaque mesure, l’échantillon de zéolithe 13X a été réactivé pendant une nuit pour assurer une désorption complète du dioxyde de carbone. La figure montre une augmentation constante du temps de percée à travers les expériences successives à mesure que la pression augmente.

 

Suite aux mesures de percée de dioxyde de carbone, une quantité d’adsorption à l’équilibre a été calculée pour chaque courbe en résolvant l’équation de percée. Ensuite, une isotherme a été construite affichant la quantité de dioxyde de carbone adsorbé à 1, 2, 3, 5, 7 et 10 bars de pression totale. A 10 bars, la zéolithe 13X adsorbe environ 15 mmol/g de dioxyde de carbone. Bien que les données isothermes collectées via la percée ne puissent pas être directement corrélées avec les mesures d’adsorption statique, elles peuvent fournir une évaluation d’un adsorbant dans des conditions pertinentes pour le processus.