Chemistry Labs
Đại học · 20 phút

Thu giữ cacbon bằng vòng rửa amin

Theo dòng khí thải qua vòng hấp thụ–nhả, nơi amin lạnh giữ COX2\ce{CO2} còn amin nóng thả nó ra.

Mục tiêu

Hiểu cách một chất hấp thụ hoá học thuận nghịch cho phép một vòng dung môi thu giữ COX2\ce{CO2} liên tục.

Dụng cụ và hoá chất

Lưu đồ nhà máy hấp thụ–nhả: cửa khí thải vào, tháp hấp thụ, khí sạch ra, tháp nhả nóng và công đoạn nén/lưu trữ.

Cách làm

  1. Đọc năm công đoạn từ trái sang: khí thải vào, tháp hấp thụ, khí sạch ra, tháp nhả, nén.
  2. Thay đổi thanh trượt tốc độ dòng và nhận xét công đoạn nào nhanh lên: hấp thụ và nhả phải cân bằng nhau.
  3. Xác định chỗ dung môi tuần hoàn: amin giàu rời tháp hấp thụ đến tháp nhả; amin nghèo quay lại.

Điều cần quan sát

  • Trong tháp hấp thụ lạnh, COX2\ce{CO2} phản ứng thuận nghịch với monoetanolamin: 2 RNHX2+COX2⇌RNHCOOX−+RNHX3X+\ce{2RNH2 + CO2 <=> RNHCOO^- + RNH3^+} (tạo cacbamat).
  • Đun dung môi giàu lên ≈ 120 °C đảo chiều phản ứng, giải phóng COX2\ce{CO2} đậm đặc và tái sinh amin nghèo.

Giải thích

Rửa bằng amin khai thác hoá học nhiệt độ dao động: cacbamat tạo nhanh ở 40–50 °C và phân huỷ gần 120 °C, nên một dung môi lặp vô tận giữa tháp hấp thụ và tháp nhả. Khoảng 90 % COX2\ce{CO2} trong khí thải có thể bị giữ lại; chi phí năng lượng chủ yếu nằm ở nồi đun tháp nhả (≈ 3–4 GJ mỗi tấn COX2\ce{CO2}). COX2\ce{CO2} tinh khiết sau đó được nén để lưu trữ (CCS) hoặc làm nguyên liệu cho nhiên liệu và hoá chất tổng hợp (CCU).

Nhà hoá học liên quan

Chủ đề liên quan

Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.