Indfangning og omdannelse af kuldioxid til et nyttigt produkt

Kuldioxid er en ballademager. Så det er en god idé at fjerne det fra kraftværksemissioner - og det kan have en ekstra økonomisk fordel.

Indtil nu, kuldioxid er blevet dumpet i oceaner eller begravet under jorden. Industrien har været tilbageholdende med at implementere kuldioxidskrubber i faciliteter på grund af omkostninger og fodaftryk.

Hvad hvis vi ikke kun kunne fange kuldioxid, men konvertere det til noget nyttigt? S. Komar Kawatra og hans elever har tacklet den udfordring, og de har en vis succes.

Et team ledet af Kawatra, professor i kemiteknik ved Michigan Technological University, hans ph.d. studerende, Sriram Valluri og Victor Claremboux, og bachelor Sam Root, har designet en kuldioxidskrubber. De arbejder på at omdanne den kuldioxid, de fanger, til oxalsyre, et naturligt forekommende kemikalie i mange fødevarer.

Root og Valluri er blevet inviteret til at præsentere deres forskning på Society of Mining, Metallurgi og efterforskningens årlige møde i Denver i februar.

Oxalsyre bruges af industrien til at udvask sjældne jordartselementer fra malmlegemer. De sjældne jordarter bruges i elektronik såsom mobiltelefoner. Sjældne jordarter produceres i øjeblikket ikke i USA; Kina producerer 90 procent eller mere af de sjældne jordarter i verden. Ved at producere oxalsyre på hjemmemarkedet, det kan være rentabelt at udtrække sjældne jordartselementer i USA, hvilket er vigtigt for den nationale sikkerhed, Sagde Kawatra.

Sådan fungerer en kuldioxidskrubber

Gruppen installerede deres kuldioxidskrubber på dampværket Michigan Tech, hvor de tester med ægte røggas i pilotanlægs skala.

Dampanlægget producerer røggas, der indeholder otte procent kuldioxid. Kemiske ingeniørers skrubber bragte emissionerne ned på fire procent, og deres mål er at reducere det til under to procent.

"Under to procent, vi er glade, "Sagde Kawatra." Under en procent, vi bliver meget glade. "

Det er en reel mulighed. "Vi har allerede fået det ned til nul procent i laboratoriet, "Bemærkede Valluri.

Studenter arbejder sammen med kandidatstuderende for at overvåge kuldioxidskrubberen.

I dampanlægget, de tapper en prøvestrøm af røggas fra kedlens hovedudstødningsledning. Røggassen kommer ud af brænderen ved 300-350 grader Fahrenheit. Prøven komprimeres gennem et filter, der fjerner partikler, passerer derefter gennem en køleenhed, før den kommer ind i bunden af ​​skrubbesøjlen.

Sodavand fanger kuldioxid

En natriumcarbonatopløsning pumpes ind i toppen af ​​den 11 fod høje skrubbesøjle. Røggassen bobles op gennem søjlen. Når den bevæger sig mod toppen, natriumcarbonat eller sodavand fjerner meget af kuldioxiden fra gassen. Kawatra og hans elever overvåger konstant mængden af ​​kuldioxid.

"Den største udfordring er et svingende forhold mellem gasser i røggassen, "Sagde Valluri. Teammedlem Root uddybede, "Du har brug for et kaskadestyringssystem, der måler kuldioxiden og manipulerer mængden af ​​skrubbeopløsning i overensstemmelse hermed."

”Vores næste udfordringer er, hvor meget kan vi opskalere skrubberen, og hvad kan vi bruge kuldioxiden til, "Sagde Valluri. Dette hænger sammen med Valluris og Claremboux 'andet forskningsprojekt, omdannelse af kuldioxid til nyttige produkter. De har været i stand til at producere oxalsyre fra kuldioxid i laboratorieskala.

John Simmons, en alumn fra Michigan Tech i Chemical Engineering Academy på Tech og formand for Carbontec Energy i Bismarck, North Dakota, støtter Kawatras forskning. Han siger, at besparelserne for industrien ved denne form for kuldioxidskrubber er enorme.

Den sædvanlige metode til fjernelse af kuldioxid fra emissioner bruger aminer, nitrogenbaserede kemiske forbindelser, der binder kuldioxiden. Men aminer koster $ 20, 000 ton, Simmons sagde. Karbonater som sodavand, som Kawatras team bruger, koster $ 200 pr. Ton.

Simmons er begejstret for potentialet for at producere et kommercielt produkt ud fra det opsamlede kuldioxid. "Jeg synes ikke, at det er en god idé at binde det i jorden, "sagde han." Vi skal finde en måde at udnytte det kommercielt. "

Teknologien, handelsnavnet "Clearite VI kuldioxidopsamlings-/ udnyttelsesproces, "blev patenteret (patent nr. US7, 919, 064B2) af opfinderne, S. Komar Kawatra, Tim Eisele og John Simmons, og tildelt Michigan Tech. Carbontec Energy Corporation, teknologisponsor, er den eksklusive verdensomspændende licenshaver og planlægger at kommercialisere teknologien gennem joint ventures og underlicenser.

Simmons er glad for, at Kawatra og hans studerende gennemfører et pilotanlægsundersøgelse af deres skrubber i Michigan Techs naturgasfyrede dampanlæg. "Det var vigtigt at teste processen under faktiske emissionsforhold, "forklarede han.

Kawatra er glad for de fremskridt, han og hans elever har gjort ved at fjerne kuldioxid fra røggas. Og han er begejstret for udsigten til at skabe et salgbart produkt ud fra det. "Vi vil finde anvendelser til det, "sagde han." Vi vil hjælpe industrien med at tjene penge. Vi vil vise, at du kan tage skadeligt affald som kuldioxid og få det til at tjene penge. "