石油化学産業における PSA CO2 回収技術の応用

粘着剤素材

吸着材は PSA 捕捉技術の中核です。現在、CO2 の PSA 分離に使用される吸着剤は主に 4 種類あります。それは、炭素ベースの吸着剤、ゼオライトモレキュラーシーブ、アミンベースの吸着剤、および有機金属フレームワーク (MOF) です。炭素系吸着剤は主に、さまざまな活性炭、炭素複合材料、マイクロメソポーラスカーボン材料で構成されています。一般的に使用される CO2 ゼオライト モレキュラー シーブには、13X、Y 型ゼオライト、クリノプチロライト、および 5A ゼオライトが含まれます。アミン系吸着剤による CO2 の吸着は主に化学吸着です。アミン材料の機械的強度は高くないため、通常は成形されたキャリアに装填する必要があります。 MOF は新興材料であり、高い比表面積と柔軟な調整能力を備えていますが、調製コストが比較的高く、大規模な実際の排ガス処理には適していません。

炭素系吸着剤
炭素ベースの CO2 吸着剤には、高い比表面積、低価格、優れた疎水性、制御可能なテクスチャー、および低い再生エネルギー消費という利点があります。有望なCO2吸着材です。炭素ベースの吸着剤の表面には、フェノール性ヒドロキシル、カルボキシル、アシル、カルボニルなどのさまざまな種類の酸素官能基が含まれており、これらが吸着の活性中心となる可能性があります。関与する相互作用には、π-π 錯体形成、静電相互作用、および電子供与体-受容体相互作用が含まれます。さまざまな種類の相互作用の相乗効果により、吸着挙動は複雑になる場合があります。しかし、炭素系材料によるCO2の吸着は主に弱い物理吸着であり、温度の影響を大きく受けます。排ガス温度は一般に 50 ～ 120 度であり、CO2 の選択性は比較的低いです。高温条件下では吸着能力が急激に低下します。したがって、吸着質と吸着剤の相互作用とCO2選択性を向上させることが重要なポイントとなります。