Поглощение СО2 из газовой смеси

[ChemHelper]

Необходимо отделить углекислоту от смеси газов для дальнейшего сжижения (ее примерное содержание в смеси 30промиль). Возможно ли использование раствора щелочи для таких концентраций? Есть ли другие способы поглощение углекислого газ с его дальнейшим высвобождением( аминые фильтры использовать нельзя)?

[St2Ra3nn8ik]

Щёлочь свяжет CO₂ в карбонат "необратимо". Для его извлечения из карбоната понадобится кислота. Почему аминные фильтры не годятся? Их обычно для этого и применяют - кислотные газы ловить.

Есть вариант вымораживать CO₂ в криоловушке (с жидким азотом), но кроме CO₂ в ней намёрзнет всё, что может конденсироваться при тех температурах и содержится в газовой смеси. Да и по стоимости применения нужно смотреть.

Изменено 22 Апреля, 2019 в 19:41 пользователем St2Ra3nn8ik

[Вадим Вергун]

Можно использовать насыщенный раствор карбоната калия.

При пропускании через него углекислого газа он активно переходит в гидрокарбонат фиксируя углекислый газ. При нареве раствора до 100С гидрокарбонат высвобождает углекислый газ и может быть использован повторно.

Проблема только в том 30 промиль это же очень мало прийдется сооружать крупный контактный аппарат с несколькими ступенями.

Изменено 22 Апреля, 2019 в 19:44 пользователем Вадим Вергун

[ChemHelper]

3 минуты назад, St2Ra3nn8ik сказал:

Щёлочь свяжет CO₂ в карбонат "необратимо". Для его извлечения из карбоната понадобится кислота. Почему аминные фильтры не годятся? Их обычно для этого и применяют - кислотные газы ловить.

Есть вариант вымораживать CO₂ в криоловушке (с жидким азотом), но кроме CO₂ в ней намёрзнет всё, что может конденсироваться при тех температурах и содержится в газовой смеси. Да и по стоимости применения нужно смотреть.

Не использовать аминые фильтры это условие задания). По поводу вымораживание. Более низкокипящие газы не будут частично конденсироваться с углекислотой?

2 минуты назад, Вадим Вергун сказал:

Можно использовать насыщенный раствор карбоната калия.

При пропускании через него углекислого газа он активно переходит в гидрокарбонат фиксируя углекислый газ. При нареве раствора до 100С гидрокарбонат высвобождает углекислый газ и может быть использован повторно.

Проблема только в том 30 промиль это же очень мало прийдется сооружать крупный контактный аппарат с несколькими ступенями.

Да, меня тоже смущает столь малая величина... общее количество углекислоты примерно 0,06 моль.

[St2Ra3nn8ik]

1 минуту назад, ChemHelper сказал:

Более низкокипящие газы не будут частично конденсироваться с углекислотой?

О том и речь: это зависит от их температур кипения при соответствующих парциальных давлениях в смеси. Если в криоловушке применять ЖА, то температура в ней будет 77К ( - 196°C).

[ChemHelper]

10 минут назад, St2Ra3nn8ik сказал:

О том и речь: это зависит от их температур кипения при соответствующих парциальных давлениях в смеси. Если в криоловушке применять ЖА, то температура в ней будет 77К ( - 196°C).

А чисто теоретически, если я смогу охладить смесь до температуры чуть ниже температура кипения углекислоты, будет ли с ним консироваться (частично) более низкокипящие (кислород, азот) газы. Ведь если мы возьмем смесь паров ацетона и воды, начнем их остужать, в равновесии будет не чистая жидкость более высококипящего компонента а его смесь с другим.

P S я только учусь, так что прошу прощение если задаю тупые вопросы.

Изменено 22 Апреля, 2019 в 20:01 пользователем ChemHelper

[St2Ra3nn8ik]

25 минут назад, ChemHelper сказал:

А чисто теоретически, если я смогу охладить смесь до температуры чуть ниже температура кипения углекислоты, будет ли с ним конденсироваться (частично) более низкокипящие (кислород, азот) газы.

Зависит от растворимости этих газов в углекислоте. Навскидку не помню, но кажется она мизерная для азота и кислорода при низких температурах и давлениях.

 Кроме того учтите, что CO₂ в случае давления ниже тройной точки (чуть выше 5 атм) сконденсируется не в жидкость, а в сухой лёд.

Изменено 22 Апреля, 2019 в 20:25 пользователем St2Ra3nn8ik

[ChemHelper]

17 минут назад, St2Ra3nn8ik сказал:

Зависит от растворимости этих газов в углекислоте. Навскидку не помню, но кажется она мизерная для азота и кислорода при низких температурах и давлениях.

 Кроме того учтите, что CO₂ в случае давления ниже тройной точки (чуть выше 5 атм) сконденсируется не в жидкость, а в сухой лёд

Понял, спасибо. Про тройную точку я знаю, с фазовыми диаграммами работать уже умею)

[Вадим Вергун]

40 минут назад, ChemHelper сказал:

А чисто теоретически, если я смогу охладить смесь до температуры чуть ниже температура кипения углекислоты, будет ли с ним консироваться (частично) более низкокипящие (кислород, азот) газы. Ведь если мы возьмем смесь паров ацетона и воды, начнем их остужать, в равновесии будет не чистая жидкость более высококипящего компонента а его смесь с другим.

P S я только учусь, так что прошу прощение если задаю тупые вопросы.

Ваши 30 промиль углекислого газа затеряются на фоне воды из влажности поступающего газа, в ловушке вырастит корка льда с включениями нескольких процентов углекислого газа, лед обычно нарастает очень твердый и его будет проблемно извлекать из ловушки не охлаждая ее. Ну и естественно абсолютно все примеси в вашем газе количественно застрянут во льду, получите грязный лед на выходе. 

[ChemHelper]

10 минут назад, Вадим Вергун сказал:

Ваши 30 промиль углекислого газа затеряются на фоне воды из влажности поступающего газа, в ловушке вырастит корка льда с включениями нескольких процентов углекислого газа, лед обычно нарастает очень твердый и его будет проблемно извлекать из ловушки не охлаждая ее. Ну и естественно абсолютно все примеси в вашем газе количественно застрянут во льду, получите грязный лед на выходе. 

Получается только с помощью насыщенного раствора гидроксила кальция можно отделить его? Примерно там будет 0,06 моль углекислоты в общем