Δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα από ιπτάμενη τέφρα

Abstract

Η αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα οφείλεται κυρίως στην καύση ορυκτών καυσίμων. Μια τεχνολογία η οποία μπορεί να συνεισφέρει στην μείωση των εκπομπών CO2 είναι η επι τόπου ορυκτολογική δέσμευση (σε γεωλογικούς σχηματισμούς), ή η εκτός τόπου (ex situ) ορυκτολογική δέσμευση ελεγχόμενη σε εργοστασιακούς αντιδραστήρες. Στην παρούσα διπλωματικιή εργασία προτείνεται η χρήση της ιπτάμενης τέφρας απο τους λιγνιτικούς σταθμούς καύσης λιγνίτη η οποία περιέχει περίπου 39% οξείδιο του ασβεστίου (CaO), για τη δέσμεσυ CO2 μέσω της υδατικής ενανθράκωσης. Οι παράμετροι οι οποίοι εξετάστηκαν ήταν η επίδραση της πίεσης και της θερμοκρασίας στον βαθμό ενανθράκωσης. Αρχικά έγινε ο χαρακτηρισμός της ιπτάμενης τέφρας και στην συνέχεια πραγματοποιήθηκαν εργαστηριακές δοκιμές δέσμευσης και ο χαρακτηρισμός των προϊόντων της. Μελετήθηκαν οι κύριες παράμετροι που επηρεάζουν τη δέσμευση διοξειδίου του άνθρακα συμπεριλαμβανομένων της θερμοκρασίας (25-200οC) και της πίεσης (1-15bar). Σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν διαπιστώθηκε ο πλήρης μετασχηματισμός του περιεχόμενου CaO σε CaCO3. Η μέγιστη ποσοστιαία περιεκτικότητα σε C υπολογίστηκε σε 6% η οποία επετεύχθη σε θερμοκρασία 200οC και με μερική πίεση CO2 ίση με 15bar. Η ποσότητα αυτή αντιστοιχεί σε 162kg CO2 ανα τόνο ιπτάμενης τέφρας ή 1 τόνος CO2 μπορεί να δεσμευτεί απο 6,1 tn ιπτάμενης τέφρας. Τέλος, έγινε μια εκτενής ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας σε ερευνητικές προσπάθειες που αφορούν το ευρύτερο αντικείμενο της δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα παο ορυκτά και του εξειδικευμένου που αφορά στη δέσμευση του CO2 απο ιπτάμενη τέφρα.

The increasing CO2 concentration in the Earth's atmosphere, mainly caused by fossil fuel combustion, has led to concerns about global warming. A technology that could possibly contribute to reducing carbon dioxide emissions is the in-situ mineral sequestration (long term geological storage) or the ex-situ mineral sequestration (controlled industrial reactors) of CO2. In the present study, we propose to use coal combustion fly-ash, that contains about 39 wt.% of lime (CaO), to sequester carbon dioxide by aqueous carbonation. The examinated parameters were the effect of pressure and temperature in the carbonation degree. Initially became the characterization of flying ash and finally the experiments of carbon dioxide sequestration and the characterization of their products. Also were studied the main parameters that determine the carbonation efficiency and the effect of pressure (1-15bar) and temperature (25-200?C). The qualitative comparison of reactants and products revealed a complete CaO–CaCO3 conversion. The maximum percentage of C was calculated 6% which was achieved in temperature 200?C and with partial pressure of CO2 15bar. This experimental study demonstrates that 1 ton of fly-ash could sequester up to 162kg of CO2, or 6,1ton of fly-ash per ton of CO2 sequestered. Finally, became an extensive examination of international bibliography in inquiring efforts that concern the wider object of engagement of carbon dioxide sequestration by minerals and specialized that concerns the sequestration of CO2 from flying ash.