3.2.1. Effectofregenerationtemperature
Because impregnated moieties are usually weakly attached to the adsorbent, it is important to examine the effect of the regener- ation temperature of the amino-loaded sample on the CO2 uptake. This aspect was addressed by measuring two isotherms for the same amine-loaded sample after being regenerated at two different temperatures. In Fig. 7, the CO2 adsorption isotherms obtained for the amino-loaded zeolite ZX0.2 at 348 K are shown after the sam- ple was regenerated at 423 and 473 K. For the sake of comparison, the isotherm of the pristine zeolite ZX at this temperature was also included.
It may be observed that the CO2 uptake increases when a higher temperature of regeneration is applied and approaches that of the pure zeolite ZX. These results suggest that part of the loaded amine was removed upon heating at 473 K, a higher temperatures than MEA boiling point (443 K) even though TGA analysis indicates that most of the amine volatilizes only beyond 500K (Fig. 3, inset). Nevertheless, in real PSA separation units, cycles are performed under nearly isothermal conditions (at least not higher than 373 K) and regeneration is performed under pressure swings. Adsorption uptakes should ideally be constant after pressure swings.
3.2.2. Adsorptionreversibility
CO2 adsorption and desorption isotherms were measured for the amino-loaded zeolite (ZX10) at two temperatures, 298 and 348 K, which are shown in Fig. 8(a) and (b), respectively.
The adsorption and desorption CO2 isotherms at 298 K do not follow the same path and such behavior cannot be attributed to physisorption equilibrium hysteresis under the studied P and T conditions. Such behavior may be due to an irreversible reaction between CO2 and amine sites present in the adsorbent. On the other hand, the apparent irreversibility observed in Fig. 8a may also be attributed to diffusion limitations imposed by the pore block- ing with MEA. This is consistent with the adsorption/desorption isotherms at 348K, a higher temperature which will eventually enhance intraparticle mass transfer. In fact, both adsorption and desorption isotherms overlap at this temperature. The diffusion resistance and intraparticle mass transfer of CO2 through filled pores may prevent the achievement of a strict equilibrium in the adsorption branch [25], particularly at the lower temperature (Fig. 8a). At this stage, however, none of these two hypotheses may be ruled out. It is likely that both mechanisms (chemisorption and hindered diffusion) occur.
3.2.3. Ontheoccurrenceofchemisorption
In order to collect experimental evidence as to whether chemisorption of CO2 on amine-loaded samples would take place, as suggested in a previous publication [4] and in the XPS analysis, the behavior of adsorption isotherms for sample ZX10 at different temperatures was observed. As can be seen in Fig. 9, for zeolites loaded with high concentrations of amine, the usual physisorp- tion behavior with temperature does not occur. That is to say, CO2 uptakes apparently increase for increasing temperatures in some amine loaded samples. Nevertheless, from the discussion in the previous sections, it is also reasonable to attribute such behavior also to diffusion resistances caused by the clogging of the porous structure of the adsorbent with MEA.
3.2.1. Effectofregenerationtemperatureเนื่องจาก impregnated moieties มักสูญกับ adsorbent จึงเป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบผลของอุณหภูมิ regener-ation ของตัวอย่างที่โหลดอะมิโนดูดซับ CO2 ด้านนี้มีอยู่ โดยวัด isotherms สองสำหรับ amine โหลดอย่างเดียวหลังถูกสร้างในอุณหภูมิที่แตกต่างกันสอง Fig. 7, isotherms ดูดซับ CO2 ที่ได้ใช้ซีโอไลต์โหลดอะมิโน ZX0.2 ที่ 348 K จะแสดงหลังจากเปิ้ลสามถูกสร้างที่ 423 473 วิธี:คุณ เพื่อเปรียบเทียบ isotherm บริสุทธิ์ใช้ซีโอไลต์ ZX ที่อุณหภูมินี้ถูกยังรวมมันอาจจะพบว่า ดูดซับ CO2 เพิ่มขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงของฟื้นฟูใช้ยื่นที่บริสุทธิ์ใช้ซีโอไลต์ ZX ผลลัพธ์เหล่านี้แนะนำว่า ส่วนของ amine โหลดถูกลบเมื่อร้อนที่ 473 K อุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือดของ MEA (443 K) volatilizes แม้ TGA วิเคราะห์บ่งชี้ว่า ส่วนใหญ่ของ amine ที่เกิน 500K เท่านั้น (Fig. 3 แทรก) อย่างไรก็ตาม ในจริง PSA แยกหน่วย วงจรดำเนินการภายใต้เงื่อนไข (ที่ไม่สูงกว่า 373 K) เกือบ isothermal และฟื้นฟูจะดำเนินการภายใต้ความดันกระเช้าชิงช้า Uptakes ดูดซับควรเชิญจะคงหลังจากดันชิงช้า3.2.2. AdsorptionreversibilityIsotherms desorption และดูดซับ CO2 ได้วัดที่โหลดอะมิโนใช้ซีโอไลต์ (ZX10) ที่สองอุณหภูมิ 298 และ 348 K ซึ่งแสดงอยู่ใน Fig. 8(a) และ (b), ตามลำดับดูดซับและการ desorption isotherms CO2 ที่ 298 K ตามเส้นทางเดียวกัน และพฤติกรรมดังกล่าวไม่สามารถเกิดจากการสัมผัสสมดุล physisorption ภายใต้เงื่อนไข P และ T studied พฤติกรรมดังกล่าวอาจเกิดจากปฏิกิริยาการให้ CO2 และ amine ใน adsorbent อเมริกา บนมืออื่น ๆ irreversibility ชัดเจนที่พบใน Fig. 8a อาจยังสามารถเกิดจากการแพร่จำกัดกำหนด โดยบล็อก-ing รูขุมขนด้วยไฟฟ้านครหลวง สอดคล้องกับ isotherms ดูด ซับ/desorption ที่ 348K อุณหภูมิสูงขึ้นซึ่งในที่สุดจะเพิ่มการถ่ายโอนมวลของ intraparticle อยู่ ในความเป็นจริง isotherms ดูดซับและ desorption เหลื่อมที่อุณหภูมินี้ การแพร่ความต้านทานและ intraparticle โดยรวมโอน CO2 ผ่านรูขุมขนเติมอาจทำให้ความสำเร็จของสมดุลที่เข้มงวดในการดูดซับสาขา [25], โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิต่ำ (Fig. 8a) ในขั้นตอนนี้ อย่างไรก็ตาม ไม่มีสมมุติฐานเหล่านี้สองอาจปกครองออก ก็จะให้เกิดกลไกทั้งสอง (chemisorption และผู้ที่ขัดขวางการแพร่)3.2.3. OntheoccurrenceofchemisorptionIn order to collect experimental evidence as to whether chemisorption of CO2 on amine-loaded samples would take place, as suggested in a previous publication [4] and in the XPS analysis, the behavior of adsorption isotherms for sample ZX10 at different temperatures was observed. As can be seen in Fig. 9, for zeolites loaded with high concentrations of amine, the usual physisorp- tion behavior with temperature does not occur. That is to say, CO2 uptakes apparently increase for increasing temperatures in some amine loaded samples. Nevertheless, from the discussion in the previous sections, it is also reasonable to attribute such behavior also to diffusion resistances caused by the clogging of the porous structure of the adsorbent with MEA.
การแปล กรุณารอสักครู่..
