Ultraääni-Enhanced Mineral Hiilihapotus

Mineraalinen karbonointi on hiilidioksidin reaktio emäksisten mineraalien kuten kalsiumin tai magnesiumoksidin kanssa. Mineraalikarbonaatiota käytetään kiinteiden hiukkasten teolliseen tuotantoon farmaseuttisessa, polymeeri- ja lannoitealalla sekä hiilidioksidin sitomisessa emäksisissä materiaaleissa. Partikkelihoito teho-ultraäänellä on löydetty onnistuneesta prosessin tehostamiskeinosta, joka johtaa suurempaan karbonaatiomuutokseen ja nopeampaan reaktionopeuteen.

Mineraalinen karbonaatio: prosessi ja rajoitukset

Karbonaatiota varten luonnolliset ja jätemateriaalit hiilataan, koska niiden koostumuksessa on emäksisiä oksideja, hydroksideja tai silikaatteja. Karbonointiprosessi koostuu seuraavista reaktiovaiheista:

Mineraalien karbonointiin kuuluu 5 vaihetta: Solvaatio - Reaktio - Hydraatio - Ionointi - Saostuminen

Mineraalikaasutuksen vaiheet

Karbonaatioreaktiossa partikkeleiden on oltava käytettävissä reagensseille. Tämä tarkoittaa, että hiilihapotusprosessin parantamiseksi tarvitaan hiukkasmaista pintaa, jossa ei ole passivoivia kerroksia.
Paksun ja tiheän karbonaattikerroksen muodostaminen kiinteän hiukkasen kutistuvasta, reagoimattomasta ytimestä muodostaa kolme nopeutta rajoittavaa vaihetta:

  • oksidien / silikaattien hydratointi;
  • kationien liuotus; ja
  • diffuusio reaktioalueelle.

Hiilidioksidipäästöjen parantamiseksi näiden rajoitusten on voitettava tekniikan avulla. Tehokas ultraääni on käytetty menestyksekkäästi prosessin tehostustekniik- kaan, joka parantaa hiilihapotusnopeutta ja reaktionopeutta.

Ratkaisu: Ultrasonic Hiiltyminen

Katholieke Universiteit Leuvenin tutkimusryhmässä Belgiassa, “ultraääni on osoittautunut potentiaalisesti hyödylliseksi työkaluksi mineraalihiilenprosessien tehostamiseen. Paremman sekoittumisen, hiukkasten rikkoutumisen ja kalsiumkarbonaatin passivoivien kerrosten poiston vuoksi oli mahdollista nopeuttaa reaktiokinetiikkaa ja saavuttaa suurempi karbonaatiomäärä lyhyemmässä ajassa. Lisäksi yhdessä nestemäisten magnesiumionien kanssa liuoksessa ultrasuunta parantaa merkittävästi aragoniittikiteiden synteesiä sekä vähentämällä tarvittavaa magnesiumkonsentraatiota että pelkistämällä reaktiolämpötila lähellä ympäristöolosuhteita.”
[Santos et ai. 2011, s.114]

Hyödyt yhdellä silmäyksellä:

  • hieno partikkelikokojakauma ultraäänisekoittamalla, deagglomeraatiolla & jyrsintä
  • ultraääni poistaa passivoivat kerrokset
  • ultraääni tehostaa reaktiokinetiikkaa
  • ultraääni vähentää emäksisyyttä
  • ultraääni prosessin tehostaminen: korkeampi saanto, nopeampi reaktio
Santos et ai. 2013 - ultraääni-tehostettu mineraalikaasuttaminen

Ultronaariset vaikutukset mineraalikaasutukseen. [Santos et ai. 2013]

Ultraäänipartikkeli hajoaa ja hajoaa laboratoriossa ja teollisessa mittakaavassa

ultraäänilaitteen Up200s varten
ultraäänihiukkashoito

Ota yhteyttä / kysy lisätietoja

Kerro meille käsittelyn vaatimuksista. Suosittelemme projektin sopivia asennus- ja käsittelyparametreja.





Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.


ultraäänihiukkashoito

Sonication on tehokas väline hiukkaslietteiden käsittelyyn. Voimakkaat ultraäänivoimat aiheuttavat mekaanista tärinää ja voimakasta kavitaatiota nesteissä. Nämä suuret jännitysvoimat voivat katkaista agglomeraatit ja jopa primaariset hiukkaset, niin että suuritehoinen / matalataajuinen ultraääni on luotettava menetelmä jyrsintä, deagglomeraatio ja hajotus sovellukset.

Santos et ai. 2012 Puhtaan aragoniitin synteesi sonokemiallisella mineraalikaasutuksella

SEM-kuvat kalsiumoksidista aluksi (a) ja 10 minuutin sonikaation jälkeen (b). [Santos et ai. 2012]

Ultraäänijyrsintä lietteiden karbonointiprosessin aikana luo pieniä hiukkasia, joilla on suuret pinta-alat. Hiukkasten fragmenationin lisäksi sonikaatio poistaa myös hiukkasten pinnasta laskentoja, kuten hiilihappokuoret tai tyhjentyneet matriisikerrokset, jotka ympäröivät reagoimatonta hiukkasydintä. Poistamalla passivoivia kerroksia diffuusion rajoitukset vähenevät ja reagoimaton materiaali altistuu vesifaasille. Näin sonikaatio voi lisätä karbonaatio muuntaminen ja prosessi kinetiikka - johtaa suurempiin tuottoihin ja nopeampi reaktio.

Santos et ai. 2011 Mineraalikaasutuksen tehostamisreitit

Ultronaariset vaikutukset partikkeleihin [Santos et al. 2011]

Tehokas teollinen ultraääniprosessori UIP16000 vaativiin prosesseihin (Klikkaa suurentaaksesi!)

UIP16000 - Tehokkain ultraääni Heavy Duty ultraäänilaitteen UIP16000 16KW

Kirjallisuus / Viitteet

  1. Santos, Rafael M .; Francois, Davy; Mertens, Gilles; Elsen, Jan; Van Gerven, Tom (2013): Ultrasound-tehostettu mineraalikaasuttaminen. Applied Thermal Engineering Voi. 57, numerot 1-2, 2013. 154-163.
  2. Santos, Rafael M .; Ceulemans, Pieter; Van Gerven, Tom (2012): Puhtaan aragoniitin synteesi sonokemiallisella mineraalikaasutuksella. Kemiantekniikan tutkimus & Design, 90/6, 2012. 715-725.
  3. Santos, Rafael M .; Ceulemans, Pieter; Francois, Davy; Van Gerven, Tom (2011): Ultrasound-Enhanced Mineral Carbonation. IChemE 2011.

Ota yhteyttä / kysy lisätietoja

Kerro meille käsittelyn vaatimuksista. Suosittelemme projektin sopivia asennus- ja käsittelyparametreja.





Huomaathan, että Tietosuojakäytäntö.




Hiiltymisraaka-aine

Karbonaatiorasvatus voi olla joko Neitsyt tai jätteet materiaaleja. Tyypillisiä hiilen sitomismateriaaleihin käytettyä neitsytraaka-ainetta ovat mineraalit, kuten oliviini (Mg, Fe)2Sio4, serpentiini (Mg, Fe)3Si2O5(VAI NIIN)4ja wollastonite CaSiO3.
Jätemateriaaleihin kuuluvat teräskuonat, punainen kipsi, tuhkatutkimus, paperitehtaiden jätteet, sementtiuunipölyt ja kaivosjätteet. Näitä teollisia sivutuotteita ja jätteitä voidaan käyttää karbonaatiossa johtuen emäksisten oksidien, hydroksidien tai silikaattien koostumuksesta.