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Industrial Symbiosis: CO2 Utilization by Producing Disodium Octaborate Tetrahydrate and Baking Soda from Borax
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-08-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.3c01095 Mehmet Çopur 1, 2 , Ayşe Merve Şenol 3, 4 , Turgay Pekdemir 5 , Yavuz Onganer 3
Industrial & Engineering Chemistry Research ( IF 3.8 ) Pub Date : 2023-08-18 , DOI: 10.1021/acs.iecr.3c01095 Mehmet Çopur 1, 2 , Ayşe Merve Şenol 3, 4 , Turgay Pekdemir 5 , Yavuz Onganer 3
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This paper proposes a novel method for CO2 capture, utilization, and sequestration (CCUS) with borax producing disodium octaborate tetrahydrate (Na2O·4(B2O3)·4H2O ≡ Na2B8O13·4H2O, DSOBTH) equivalent boron compounds and sodium bicarbonate (NaHCO3). We tested the performance of this method experimentally using aqueous ammonium (NH4+) solutions in a pressurized reactor (1 L) continuously purged with pure (99.9%) CO2. Experimental parameters were changed as temperature (T), 45–65 °C; solid-to-liquid ratio (SLR), 0.69–0.92 g/mL; reaction time (t), 30–60 min; pressure (P), 5–30 bar; NH3 concentration (AC) 2.82–5.65 M; and steering speed (SS), 500 rpm. The results showed that P and T were highly influential on the performance. The best conditions for CO2 utilization were found as P = 20 bar; T = 60 °C; SLR = 0.77 g/ml; t = 50 min; and AC = 4.76 M. Per ton of tincal, under these conditions, produced were 0.274 ton of DSOBTH (∼67% B2O3), 0.216 ton of NaHCO3 (∼95% purity), 0.386 ton of avoided boric acid, and 0.417 ton of avoided CO2. The total potential added value can be about $1100/ton of tincal.
中文翻译：
工业共生：通过硼砂生产四水八硼酸二钠和小苏打来利用二氧化碳
本文提出了一种利用硼砂生产八硼酸二钠四水合物(Na 2 O·4(B 2 O 3 )·4H 2 O ≡ Na 2 B 8 O 13 ·4H 2 )捕集、利用和封存CO 2的新方法。 O，DSOBTH）等价硼化合物和碳酸氢钠（NaHCO 3）。我们使用氨 (NH 4 + ) 水溶液在加压反应器 (1 L) 中通过实验测试了该方法的性能，并连续用纯 (99.9%) CO 2吹扫。实验参数变化为温度（T），45-65℃；固液比 (SLR)，0.69–0.92 g/mL；反应时间（t），30-60分钟；压力（P），5-30巴；NH 3浓度（AC）2.82–5.65 M；和转向速度 (SS)，500 rpm。结果表明，P和T对性能影响很大。发现CO 2利用的最佳条件为P = 20 bar；T =60℃；SLR=0.77克/毫升；t = 50 分钟；AC = 4.76 M。在这些条件下，每吨锡粉生产 0.274 吨 DSOBTH (∼67% B 2 O 3 )、0.216 吨 NaHCO 3（~95%纯度），避免了0.386吨硼酸，以及0.417吨避免了CO 2。总潜在附加值约为 1100 美元/吨廷卡尔。
更新日期：2023-08-18
中文翻译：
工业共生：通过硼砂生产四水八硼酸二钠和小苏打来利用二氧化碳
本文提出了一种利用硼砂生产八硼酸二钠四水合物(Na 2 O·4(B 2 O 3 )·4H 2 O ≡ Na 2 B 8 O 13 ·4H 2 )捕集、利用和封存CO 2的新方法。 O，DSOBTH）等价硼化合物和碳酸氢钠（NaHCO 3）。我们使用氨 (NH 4 + ) 水溶液在加压反应器 (1 L) 中通过实验测试了该方法的性能，并连续用纯 (99.9%) CO 2吹扫。实验参数变化为温度（T），45-65℃；固液比 (SLR)，0.69–0.92 g/mL；反应时间（t），30-60分钟；压力（P），5-30巴；NH 3浓度（AC）2.82–5.65 M；和转向速度 (SS)，500 rpm。结果表明，P和T对性能影响很大。发现CO 2利用的最佳条件为P = 20 bar；T =60℃；SLR=0.77克/毫升；t = 50 分钟；AC = 4.76 M。在这些条件下，每吨锡粉生产 0.274 吨 DSOBTH (∼67% B 2 O 3 )、0.216 吨 NaHCO 3（~95%纯度），避免了0.386吨硼酸，以及0.417吨避免了CO 2。总潜在附加值约为 1100 美元/吨廷卡尔。
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