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Continuous Flow Solar Desorption of CO2 from Aqueous Amines
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c08600 Zachary S. Campbell 1 , Suyong Han 1 , Samuel Marre 2 , Milad Abolhasani 1
ACS Sustainable Chemistry & Engineering ( IF 7.1 ) Pub Date : 2021-02-01 , DOI: 10.1021/acssuschemeng.0c08600 Zachary S. Campbell 1 , Suyong Han 1 , Samuel Marre 2 , Milad Abolhasani 1
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Recovery of captured carbon dioxide (CO2) is considered the most energy-intensive stage of postcombustion CO2 capture strategies by aqueous amines. In response, an optically transparent flow reactor with continuous in operando CO2 collection using light-absorbing, graphite-titania composite microparticles is developed for the energy-efficient solar desorption of CO2 from saturated aqueous amine absorbents. The synthesized graphite-titania composite microparticles are demonstrated to be a more effective packing material for continuous CO2 solar desorption in the packed-bed flow reactor compared to other candidates, including titania and carbon black. The effect of continuous and discrete parameters, including irradiance, residence time, amine concentration, and amine chemical structure on the efficiency of solar-enabled CO2 desorption using the developed continuous flow strategy with the graphite-titania composite microparticle packing is studied in detail. Furthermore, the potential for the implementation of a control strategy by adjusting the aqueous amine stream flow rate to achieve constant CO2 desorption efficiency with dynamic solar irradiance is discussed. Finally, the continuous CO2 desorption stability over an extended period of time (12 h) is examined with an average single-pass efficiency of 64%.
中文翻译：
连续不断地从胺中吸收太阳光对CO 2的解吸
捕获的二氧化碳（CO 2）的回收被认为是胺水溶液燃烧后CO 2捕获策略中最耗能的阶段。作为响应，在连续的光学透明的流动反应器operando在CO 2利用光吸收，石墨-氧化钛复合微粒集合为CO的节能型太阳能解吸开发2从饱和水溶液胺吸收剂。已证明合成的石墨-二氧化钛复合微粒是连续CO 2的更有效填充材料与其他候选物（包括二氧化钛和炭黑）相比，填充床流动反应器中的太阳能解吸。详细研究了连续的和离散的参数，包括辐照度，停留时间，胺的浓度和胺的化学结构，对使用石墨-二氧化钛复合微粒填料开发的连续流策略的太阳能CO 2解吸效率的影响。此外，讨论了通过调节胺水溶液流量以实现动态太阳辐照下恒定的CO 2解吸效率来实施控制策略的潜力。最后，连续的CO 2 在延长的时间段内（12小时）对解吸稳定性进行了检查，平均单次通过效率为64％。
更新日期：2021-02-15
中文翻译：
连续不断地从胺中吸收太阳光对CO 2的解吸
捕获的二氧化碳（CO 2）的回收被认为是胺水溶液燃烧后CO 2捕获策略中最耗能的阶段。作为响应，在连续的光学透明的流动反应器operando在CO 2利用光吸收，石墨-氧化钛复合微粒集合为CO的节能型太阳能解吸开发2从饱和水溶液胺吸收剂。已证明合成的石墨-二氧化钛复合微粒是连续CO 2的更有效填充材料与其他候选物（包括二氧化钛和炭黑）相比，填充床流动反应器中的太阳能解吸。详细研究了连续的和离散的参数，包括辐照度，停留时间，胺的浓度和胺的化学结构，对使用石墨-二氧化钛复合微粒填料开发的连续流策略的太阳能CO 2解吸效率的影响。此外，讨论了通过调节胺水溶液流量以实现动态太阳辐照下恒定的CO 2解吸效率来实施控制策略的潜力。最后，连续的CO 2 在延长的时间段内（12小时）对解吸稳定性进行了检查，平均单次通过效率为64％。
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