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Author(s): Thalita Regina Pacheco Tavares
Title: Optimization of an amine-based carbon capture processes based on innovative mixing technology.
Issue Date: 2024-07-30
Abstract: The escalating emissions of greenhouse gases, particularly carbon dioxide (CO2CO2), pose a significant challenge to global climate stability. In response, extensive research efforts have focused on developing effective carbon capture technologies to mitigate these emissions. Among these methods, post-combustion CO2 CO2 capture via absorption, particularly using amine-based solvents, has garnered significant attention. However, conventional amine-based approaches are hindered by high energy consumption and large equipment requirements. This study explores the optimization of a prototype for carbon capture system using innovative NetMIX technology, which enhances absorption efficiency through oscillatory laminar flow regimes within mixing chambers. Although the experiments were aimed at reducing energy costs as suggested in the literature, it was not further studied in this work, since there was no available methods. Instead, the focus was on measuring the global mass transfer coefficient (K_G a) and capture rate (CR). Results indicate that MEA (Monoethanolamine) 30 wt% solution exhibited superior performance, achieving a CR of 99.7% and a K_G a of 18.1 s⁻¹ at optimal conditions (Q_Gas = 0.50 kg∙h⁻¹, Q_Sol = 5.00 kg∙h⁻¹, T_Strip = 120 ºC, T_(Abs ) = 40 ºC and X_(〖CO〗_(2 ) )= 15%). It was made a comparison with two solvent blends (MEA/MDEA/PZ and MDEA/PZ) and MEA 30 wt% presented the highest efficiencyacy . The study underscores the potential of NetMIX technology to revolutionize carbon capture by enabling more efficient absorption in smaller equipment, thus offering a promising avenue for addressing climate change concerns.
Description: As crescentes emissões de gases de efeito estufa, particularmente dióxido de carbono (CO2CO2), representam um desafio significativo para a estabilidade climática global. Em resposta, esforços extensivos de pesquisa têm-se concentrado no desenvolvimento de tecnologias eficazes de captura de carbono para mitigar estas emissões. Entre estes métodos, a captura de CO2 CO2 pós-combustão via absorção, particularmente utilizando solventes à base de aminas, tem recebido atenção significativa. No entanto, abordagens convencionais baseadas em aminas são prejudicadas pelo elevado consumo de energia e pelos grandes requisitos de equipamento. Este estudo explora a otimização de um sistema protótipo para a captura de carbono usando a inovadora tecnologia NetMIX, que melhora a eficiência de absorção através de regimes de fluxo laminar oscilatório dentro de câmaras de mistura. Embora as experiências tenham sido orientadas para reduzir os custos energéticos, conforme sugerido na literatura, isso não foi mais estudado neste trabalho, uma vez que não haviam métodos de medição disponíveis. Em vez disso, o foco foi na medição do coeficiente de transferência de massa (K_G a) e na taxa de captura (CR). Os resultados indicam que a solução de MEA (Monoetanolamina) a 30% em peso apresentou desempenho superior, alcançando uma CR de 99,7% e um K_G a de 18,1 s⁻¹ nas condições ideais (Q_Gas= 0,50 kg∙h⁻¹, Q_Sol = 5,00 kg∙h⁻¹, T_Strip = 120 ºC, T_(Abs ) = 40 ºC e X_(〖CO〗_(2 ) )= 15%). Foi feita uma comparação com duas misturas de solventes (MEA/MDEA/PZ e MDEA/PZ) e a MEA 30 wt% apresentou a maior eficáciaeficiência. O estudo sublinha o potencial da tecnologia NetMIX para revolucionar a captura de carbono, permitindo uma absorção mais eficiente em equipamentos menores, oferecendo assim uma via promissora para abordar as preocupações com as mudanças climáticas
Subject: Ciências da engenharia e tecnologias
Engineering and technology
Scientific areas: Ciências da engenharia e tecnologias
Engineering and technology
DOI: 10.34626/hxt0-7313
TID identifier: 203862007
URI: https://hdl.handle.net/10216/160958
Document Type: Dissertação
Rights: restrictedAccess
Embargo End Date: 2027-07-29
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