Particulate Matter Formation in Post-combustion CO2 Capture Columns: Insights from Molecular Dynamics Simulations

2018

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1021/acs.energyfuels.8b02647
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The recent socio-political and climate changes have sparked tremendous interest in developing effective CO 2 capture processes. Conventional post-combustion CO 2 capture (PCCC) processes employ aqueous monoethanolamine (MEA) as a solvent; however, one of the major problems in the PCCC columns is the loss of a significant amount of the solvent in the form of particulate matter (PM). In spite of its importance, the formation of PM in a PCCC column has been overlooked, until recently. We herein analyze the process of the PM formation at a molecular level by underlining interactions between the participating components. Molecular dynamics (MD) simulations were performed on different systems consisting of CO 2 and MEA, and also in the presence of other components and conditions that are typically present in a PCCC column. The simulation revealed the evolution of molecular clusters, which are in a separate phase than the gas present around, comprising all the gaseous MEA, SO 2, and most of the CO 2 and water vapor. We found the nucleation rate of the formed PM to be in the order of 10 30 cm –3 s –1 for the studied systems. The presence of water vapor enhanced the growth of the clusters, although the structure remained largely unchanged. On the other hand, although SO 2 was all absorbed in the cluster, it did not alter the growth rate or the structure of the formed cluster. Interestingly, the results also showed formation of large molecular clusters even at a low degree of supersaturation because of strong CO 2 –water interactions. Taken together, the results are the first of the efforts to understand PM formation in a typical PCCC column based on molecular simulations, and the findings led to certain practical suggestions to reduce PM formation.