Post combustion carbon dioxide capture with membrane-solvent hybrid systems
Membran-solvent hibrit sistemleriyle yanma sonrası karbondioksit tutumu
- Tez No: 641699
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLEN GÜLLÜ, PROF. DR. KAMALESH K. SIRKAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 291
Özet
Bu araştırmanın ana amacı, hem absorpsiyon hem de sıyırma (stripping) için kullanılan fiberlerin dış düzeyi floro-siloksan ile kaplanmış mikro-gözenekli polipropilen çapraz akışlı hollow fiber membranlarda sulu metildietanolamin ve aktive edilmiş metildietanolamine ile CO2 absoplama kapasitesinin araştırılmasıdır. Bu araştırma amacına ulaşmak için, gaz akış oranı, sıvı akış oranı, absorban konsantrasyonu, sıyırma için seçilen yöntem gibi farklı işletim koşulları için bu absorbanlar kullanılarak bir dizi laboratuvar ölçekli CO2 absorpsiyon-sıyırma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, bu işletim koşullarının membran-solvent ikili sistemleri ile deneysel çalışmalar aracılığıyla CO2 absorpsiyon oranı, CO2 giderim oranı ve CO2 kazanım oranını nasıl etkileyebileceği araştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, membran boyunca toplam kütle transfer katsayısının, MDEA konsantrasyonu % 80 den % 100'e ulaşması durumunda arttığını ortaya koymaktadır. Absorban konsantrasyondaki artıştan dolayı, yüksek miktarda reaktif amin molekülü, CO2 ile aminler arasındaki kimyasal aktivitede artışa yol açan gaz ve sıvının temas ettiği ara yüzeye yayılır. Ayrıca, toplam kütle transfer katsayısı, artan gaz hızı ve amin konsantrasyonu ile birlikte artış göstermişken, absorban çözeltisinin membran kontaktöründeki kalış süresi nedeniyle sıvı akış hızının artması ile azalan bir eğilim göstermiştir. % 90'lık absorban konsantrasyonunda ve minimum gaz, sıvı ve süpürme gazı (sweep gas) akış hızı koşullarında, maksimum absorplanan CO2'in % 98.4'ü geri kazanabilmiştir. Gelecekteki çalışmalarda daha iyi sonuçlar elde etmek için, solventin daha iyi rejenerasyonu ve absorplanan CO2'nin daha yüksek geri kazanımı sağlamak için daha düşük süpürme gazı (sweep gas) akış hızı ve daha düşük nemlendirilmiş besleme gazı hızı önerilebilinir.
Özet (Çeviri)
The main objective of this research is to investigate carbon dioxide (CO2) absorption performance of aqueous methyldiethanolamine (MDEA) and activated methyldiethanolamine (aMDEA) solvents in a module containing microporous polypropylene cross-flow hollow fiber membrane coated with fluorosiloxane on the outer surface of fibers; such a module was used for both absorption and stripping. To investigate CO2 absorption rate, removal rate and recovery rate, a number of lab-scale CO2 absorption-stripping experiments were conducted using these absorbents for different operating conditions, such as gas flow rate, liquid flow rate, concentration of the absorbent, type of stripping mode. The experimental results reveal that overall mass transfer coefficient through the membrane increases as aMDEA concentration increases from 80 vol % to 100 %. Due to an increase in absorbent concentration, high amount of reactive amine molecules diffuses to the gas/liquid contacting interface resulting in an increase in the chemical activity between CO2 and amines. Moreover, overall mass transfer coefficient increases with increasing gas velocity and concentration of amine, but it shows a decreasing trend with increasing the liquid flow rate because of the residence time of absorption solution in membrane contactor. The maximum 98.4 % of absorbed CO2 was recovered in case of absorbent concentration of 90 % and in minimum gas, liquid and sweep gas flow rate conditions. To obtain better results, lower sweep gas flow rate and humidified feed gas flow rate should be suggested to provide better regeneration of the solvent and higher recovery of the absorbed CO2 for future works.
Benzer Tezler
- Metal organic framework (MOF) based mixed matrix membranes for Co2 separation: Microporous metal imidazolate framework (MMIF) and strontium-based mofs
Co2 ayırma amaçlı metal organik kafes (MOF) içeren karışık matrisli membranlar: mikrogözenekli metal imidazolat kafes (MMIF) ve stronsiyum esaslı mof yapılar
MAHDI AHMADI
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞERİFE BİRGÜL ERSOLMAZ
- Gemiler için çözücü bazlı karbon tutma sistemlerinin incelenmesi
An investigation on the solvent based carbon capture systems for ships
ENGİN GÜLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Oksi yanma şartlarında oluşan karbondioksidin soğutma/sıkıştırma yöntemiyle tutulması üzerine deneysel çalışmalar
Experimental studies on cooling/compressing of carbon dioxide captured from oxy combustion
BERK ÇELİKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN
- Post-combustion carbon dioxide (CO2) capture with biomass derived activated carbon
Biyokütleden elde edilen aktif karbonun yanma sonrası karbondioksit (CO2) yakalamada kullanımı
AYŞE SEVER AKDAĞ
Doktora
İngilizce
2021
Çevre MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLEN GÜLLÜ
- Oksi yanma için geliştirilmiş yüksek basınç teknolojisiyle karbondioksit sıvılaştırma çalışmaları
High pressure carbon dioxide liquefaction technology studies generated for oxy-fuel combustion
HANDE ÇUKURLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN