Rapid CO2 capture-to-mineralisation in a scalable reactor

文献情報

出版日 2020-01-21
DOI 10.1039/C9RE00446G
インパクトファクター 4.239
著者

Rafael M. Santos, Lidija Šiller


原文を見る

要旨

CO2 mineralisation is a process that can convert CO2 into solid carbonates for permanent storage. Our multiphase flow process uses an alkaline brine solution to capture gaseous CO2 and form carbonate particles in a continuous tubular reactor. In this research, a monoethanolamine (MEA) solution is utilised to synergistically boost CO2 solubility in the brine while neutralising the acidification caused by brine chloride ions left in the solution following the precipitation of alkaline earth metals. In this study, relatively low concentrations of MEA, ranging from 0.036 to 0.33 M, were investigated over a temperature range from 303 K to 323 K; these are significantly milder conditions than those used in traditional CO2 capture processes with MEA, which contributes to low energy demand of the process. Short residence time, in the order of a few minutes, is made possible by the high gas–liquid surface area for mass transfer and the rapid kinetics of aqueous phase carbonation reactions. Nickel nanoparticles (NiNPs) were tested as a catalytic additive to further accelerate the rate limiting step (CO2 dissolution) by accelerating the CO2 hydration reaction. Experimental results were used to develop and calibrate a one-dimensional time-dependent plug-flow model that incorporates transport and chemical speciation equations. The model is thus capable of predicting aqueous species and solid carbonate concentrations, fluid pressure and gas slug size as a function of reactor length. These in turn yield the carbonation conversion and total pressure drop, and provide mechanistic insight into the reactor processes that can be used for scale-up. The experimental and modelled results showed a good agreement for a wide range of conditions tested: effects of temperature, brine composition, MEA concentration, and gas–liquid flow ratio. Under optimum conditions, it was found that the reactor could achieve full conversion of calcium from the brine and CO2 from the gas phase, thus proving to be an efficient process with high atom economy.

関連文献

Stereoselective RNA reaction with chiral 2′-OH acylating agents

Ryuta Shioi, Lu Xiao, Sayantan Chatterjee

2023-11-07 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC03067A

Reticular framework materials for photocatalytic organic reactions

Ning-Yu Huang, Yu-Tao Zheng, Di Chen, Zhen-Yu Chen, Chao-Zhu Huang, Qiang Xu

2023-10-25 Review Article

DOI: 10.1039/D2CS00289B

Contents list

2023-12-11 Front/Back Matter

DOI: 10.1039/D3CS90099A

On-site airborne pathogen detection for infection risk mitigation

Andrew J. deMello, Maosheng Yao, Junji Cao

2023-10-26 Review Article

DOI: 10.1039/D3CS00417A

3D-hosted lithium metal anodes

Xin He, Kai Zhang, Zhiqiang Zhu, Zhangfa Tong

2023-11-20 Tutorial Review

DOI: 10.1039/D3CS00495C

A CuICoII cryptate for the visible light-driven reduction of CO2

Julia Jökel, Esma Birsen Boydas, Joël Wellauer, Oliver S. Wenger, Michael Römelt

2023-10-27 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC02679E

Functional materials for aqueous redox flow batteries: merits and applications

Fulong Zhu, Wei Guo, Yongzhu Fu

2023-11-10 Review Article

DOI: 10.1039/D3CS00703K

Photochemical halogen-bonding assisted carbothiophosphorylation reactions of alkenyl and 1,3-dienyl bromides

Helena F. Piedra, Victoria Gebler, Carlos Valdés, Manuel Plaza

2023-10-30 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC05263J

Stepwise deprotonation of truxene: structures, metal complexation, and charge-dependent optical properties

Yumeng Guo, Herdya S. Torchon, Yikun Zhu, Zheng Wei, Zhenyi Zhang, Haixiang Han, Marina A. Petrukhina, Zheng Zhou

2023-10-31 Edge Article

DOI: 10.1039/D3SC04885C

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

1-{3-[5-(エチルカルボンイル)-2,4-ジメチル-1H-ピロロール-3-基]プロパニル}ピペリジン-4-カルボン酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

この化合物はCAS番号1142209-81-1であり、GHS分類では corrosive (腐食性物質) と classified (分類物質) として指定され...

1142209-81-11-{3-[5-(Ethoxycarbo...
化合物よくある質問

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸とは何ですか?

2,2-二氟-1,3-ベンゾジオキサン-5-カルボキシlic酸は、CAS番号656-46-2の化合物で、化学式はC8H4F2O4です。この化合物は白色の結晶性粉...

656-46-22,2-Difluoro-1,3-ben...
化合物よくある質問

8-氯-4-色原酮の代替品はありますか?

8-氯-4-色原酮(CAS番号: 49701-11-3)の代替品には、他の色原酮類似物や、構造が似ている化合物があります。例えば、8-メチル-4-色原酮や、他の...

49701-11-38-Chloro-2,3-dihydro...
化合物よくある質問

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートとは何ですか?

エチル6,6-ジメチル-4,5,6,7-テトラヒドロ-1H-インドアゼー-3-カルボキシレートは、CAS番号1233243-56-5を有する化合物です。これは有...

1233243-56-5Ethyl 6,6-dimethyl-4...
化合物よくある質問

4-叔丁基-6-氯-嘧啶に適用される法規ガイドラインは何ですか?

4-叔丁基-6-氯-嘧啶はCAS番号3435-24-3で、GHS分類では毒性物質とみなし、GHSの危険性分類が適用されます。REACH規則では登録が必要で、Eu...

3435-24-34-Tert-butyl-6-chlor...
化合物よくある質問

維库溴铵杂质Bはどのように合成されますか?

維库溴铵杂质Bは、アンドロステンデンから始まり、一連の合成反応、包括的な選択性と高い収率で合成されます。具体的には、ブロミド化、酸化、ジマーゼ反応、アミド化など...

50587-95-6(2beta,3alpha,5alpha...
化合物よくある質問

2-(4-氟苄基)-吡咯烷の物理化学的性質は何ですか?

CAS番号350017-04-8の2-(4-氟苄基)-吡咯烷は、結晶性の白色粉末です。分子量は199.17 g/molで、水に溶けにくいです。化学反応では比較的...

350017-04-82-(4-Fluorobenzyl)py...
化合物よくある質問

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は安全ですか?

3-喹啉甲醛(2-チロール-8-エチル)は一定の毒性を持つため、取扱には注意が必要です。使用する際は適切な防護具を着用し、密閉容器で保管・搬送し、直接的な接触を...

335196-05-92-Chloro-8-ethyl-3-q...
化合物よくある質問

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートはどのように保存すればよいですか?

エチル3-(ヒドロキシメチル)-1H-ピロール-2-カルボキシレートは、室温(25℃)以下で保存し、直射日光を避け、乾燥した環境で保管することが推奨されます。ま...

75448-69-0Ethyl 3-(hydroxymeth...
化合物よくある質問

哌拉西林杂质Dは安全ですか?

哌拉西林杂质Dは安全性が確認されていません。使用または取り扱いには注意が必要で、適切な個人防護具を使用し、直接的な接触を避けることが推奨されます。

119410-05-88-Chloro-11-(4-piper...

掲載誌

Reaction Chemistry & Engineering

Reaction Chemistry & Engineering
CiteScore: 0
自己引用率: 8.8%
年間論文数: 284

Reaction Chemistry & Engineering is an interdisciplinary journal reporting cutting-edge research focused on enhancing the understanding and efficiency of reactions. Reaction engineering leverages the interface where fundamental molecular chemistry meets chemical engineering and technology. Challenges in chemistry can be overcome by the application of new technologies, while engineers may find improved solutions for process development from the latest developments in reaction chemistry. Reaction Chemistry & Engineering is a unique forum for researchers whose interests span the broad areas of chemical engineering and chemical sciences to come together in solving problems of importance to wider society. All papers should be written to be approachable by readers across the engineering and chemical sciences. Papers that consider multiple scales, from the laboratory up to and including plant scale, are particularly encouraged.

おすすめ化合物

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。