Ultraheli täiustatud mineraalne karbonism

Mineraalide karboniseerimine on süsinikdioksiidi reaktsioon leeliseliste mineraalidega nagu kaltsium või magneesiumoksiid. Mineraalset karboniseerimist kasutatakse tahkete osakeste tööstuslikuks tootmiseks farmaatsia-, polümeeri- ja väetisetööstuses ning süsinikdioksiidi sekvestreerimiseks leeliselistes materjalides. Osakeste töötlemine võimsusega ultraheli abil on osutunud edukaks protsessi intensiivistuseks, mille tulemuseks on kõrgem karboniseerimise muutus ja kiirem reaktsioonikiirus.

Mineraalide karbonisatsioon: protsess ja piirangud

Karboniseerimiseks karboniseeritakse looduslikke ja jäätmematerjale nende kompositsioonis leeliseliste oksiidide, hüdroksiidide või silikaatide olemasolu tõttu. Karbonisatsiooniprotsess koosneb järgmistest reaktsioonietappidest:

Mineraalide karboniseerimine sisaldab 5 etappi: solvatsioon - reaktsioon - hüdratsioon - ionisatsioon - sademed

Mineraalse karboniseerimise etapid

Karboniseerimisreaktsiooni jaoks peavad reagendid olema kättesaadavad osakestele. See tähendab, et karboniseerimisprotsessi parandamiseks on vaja ilma osakesteta kihtideta suurt osakeste pinda.
Tahke osakese reageerimata tuumaga ümbritseva üha paksu ja tiheda karbonaadi kihi moodustumine tekitab kolme määra piiravaid samme:

  • oksiidide / silikaatide hüdraatumine;
  • katioonide leostumine; ja
  • reaktsioonitsooni difusioon.

Karbonisatsiooniprotsessi parandamiseks peavad need piirangud lahendama tehnoloogiat abistava protsessi abil. Kõrge võimsusega ultraheli on edukalt rakendatud protsessi intensiivistamise tehnoloogiaga, mis suurendab karboniseerimise kiirust ja reaktsioonikiirust.

Lahendus: ultraheli karboniseerimine

Belgia Katholieke Universiteit Leuveni uurimisrühmas “ultraheliuuring on osutunud potentsiaalselt kasulikuks vahendiks mineraalsete karbonisatsiooniprotsesside intensiivistamiseks. Tänu suuremale segamisele, osakeste purunemisele ja kaltsiumkarbonaadi passiivsete kihtide eemaldamisele oli võimalik reaktsiooni kineetikat kiirendada ja lühema aja jooksul saavutada suuremat karboniseerimismahtu. Lisaks kombineeritakse lahuses olevate magneesiumioonidega ultraheli oluliselt aragoniitkristallide sünteesi, vähendades vajalikku magneesiumi kontsentratsiooni ja vähendades reaktsioonitemperatuuri ümbritsevatele tingimustele.”
[Santos et al. 2011, p. 114]

Kasu lühidalt:

  • peente osakeste suuruse jaotumine ultraheli segamisel, deagglomeration & freesimine
  • ultraheli eemaldab passiivaadi kihid
  • ultraheli suurendab reaktsiooni kineetikat
  • ultraheli vähendab põhitõdesid
  • ultraheli protsessi intensiivistamine: suurem saagikus, kiirem reaktsioon
Santos et al. 2013 - ultraheli intensiivne mineraalne karbonisatsioon

Ultraheli mõju mineraalsele karbonisatsioonile. [Santos et al. 2013]

Ultraheli osakeste hajumine ja purunemine laboris ja tööstuslikus ulatuses

ultraheligaator UP200S eest
ultraheli osakeste töötlemine

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.


ultraheli osakeste töötlemine

Sonikatsioon on võimas vahend osakeste läga töötlemiseks. Intensiivsed ultrahelijõud põhjustavad mehaanilist vibratsiooni ja tugevat kavitatsiooni vedelikes. Need suured stressijõud suudavad murda aglomeraate ja isegi primaarelemente, nii et suure võimsusega / madala sagedusega ultraheli on usaldusväärne meetod freesimine, Deagglomeration ja hajutamine rakendused.

Santos et al. 2012 Puhta aragoniidi süntees sonokemilise mineraalse karboniseerimisega

SEM-pildid algselt kaltsiumoksiidist (a) ja pärast 10-minutilist ultrahelitöötlust (b). [Santos et al. 2012]

Ultraheli jahvatamine slursside karbonatsioonprotsessi ajal tekitab väikseid osakesi suurte pindalade puhul. Lisaks osakeste fragmenteerimisele eemaldab ultrahelitöötlus ka osakeste pinnalt, näiteks gaseeritud kestad või vaesestatud maatriksi kihid, mis ümbritsevad reageerimata osakeste tuuma. Passiva kihtide eemaldamisel on difusioonipiirangud vähendatud ja reaktsioonifaasis olev materjal puutub vesifaasi. Seega võib ultrahelitöötlus suurendada karboniseerimise teisendamist ja protsessi kineetikat, mille tulemuseks on kõrgemad saagid ja kiirem reaktsioon.

Santos et al. 2011 Mineraalse karboniseerimise intensiivistamise viisid

Ultraheli mõju osakestele [Santos et al. 2011]

Tugev tööstuslik ultraheli-protsessor UIP16000 nõudlike protsesside jaoks (Klõpsa suurendamiseks!)

UIP16000 - kõige võimsam ultraheli Raskeveokiga ultraheliator UIP16000 (16kW)

Kirjandus / viited

  1. Santos, Rafael M .; Francois, Davy; Mertens, Gilles; Elsen, Jan; Van Gerven, Tom (2013): Ultraheli intensiivne mineraalse karboniseerimine. Applied Thermal Engineering Vol. 57, väljaanded 1-2, 2013. 154-163.
  2. Santos, Rafael M .; Ceulemans, Pieter; Van Gerven, Tom (2012): puhta aragoniidi süntees sonokemilise mineraalse karboniseerimisega. Keemiatehnoloogia uuring & Disain, 90/6, 2012. 715-725.
  3. Santos, Rafael M .; Ceulemans, Pieter; Francois, Davy; Van Gerven, Tom (2011): ultraheliga täiustatud mineraalide karbonisatsioon. IChemE 2011.

Kontakt / küsi

Rääkige meile oma töötlemise nõuetele. Me soovitame kõige sobivam setup ja töötlemise parameetrid oma projekti.





Palun pange tähele, et meie Privaatsuspoliitika.




Carbonation Feedstock

Karboniseerimise lähteaineks võib olla kas neitsi või jäätmed materjalid. Süsinikdioksiidi sidumise materjalide jaoks kasutatav tüüpiline lähteaine on mineraalained nagu oliviin (Mg, Fe)2SiO4, Serpentine (mg, Fe) 3Si2O5(OH)4, ja wollastoniit CaSiO3.
Jäätmed sisaldavad terase räbu, punast kipsi, tuhka, paberivabrikut, tsemendiahjutolmu ja kaevandusjäätmeid. Neid tööstuslikke kõrvalsaadusi ja jäätmeid saab karboniseerida leeliseliste oksiidide, hüdroksiidide või silikaatide olemasolu tõttu nende koostises.