Iranian Journal of Health and Environment

fa ارزیابی اصلاح ساختار جاذب‌ سنگ‌آهک معدنی بر عملکرد آن در جذب دی‌اکسیدکربن طی فرآیند چرخه کلسیم Evaluation of the structure modification of mineral limestone sorbent on its performance in CO2 capture during the calcium looping process هوا Air پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: یکی از چالش‌های بزرگ فرایند چرخه کلسیم، از بین رفتن ظرفیت جذب دی‌اکسیدکربن جاذب‌های کلسیمی در طول چرخه‌های متوالی به دلیل افزایش مکانیسم تف‌جوشی است. در همین راستا، در مطالعه حاضر سعی شد تا با بکارگیری روش‌های هیدراسیون و اسیدزنی، به بهبود عملکرد میزان تبدیل کربناسیون در چرخه‌های مختلف پرداخته‌ شود. روش بررسی: پس از تهیه جاذب‌های پایه کلسیم‌اکسید و اصلاح‌ شده با روش هیدراسیون و اسیدزنی، برای اطمینان از آماده‌سازی صحیح جاذب‌ها و بررسی ساختار جاذب‌های بدست ‌آمده، از آنالیز‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی، پراش پرتو ایکس و برونر-امیت-تلر استفاده شد. سپس، برای بررسی عملکرد میزان جذب از دستگاه وزن‌سنج گرمایی استفاده گردید. یافته‌ها: نتایج بدست ‌آمده از واکنش کربناسیون نشان داد که میزان تبدیل موثر برای جاذب‌های سنگ‌آهک اولیه و نوع اصلاح ‌شده آن با روش اسیدزنی و هیدراسیون در انتهای چرخه اول به‌ترتیب 75، 86 و 73 درصد و در انتهای چرخه بیستم به‌ترتیب 24، 38 و 26 درصد بوده که نشان از بهبود ظرفیت جذب جاذب به‌دلیل تشکیل استات‌کلسیم و به طبع آن، تشکیل ساختار پایدارتر و متخلخل‌تر جاذب مورد استفاده‌ است. نتایج تاثیر استفاده از جاذب‌های سنگ‌آهک اولیه و نوع اصلاح‌ شده آن با روش اسیدزنی و هیدراسیون نشان داد که میزان کاهش ظرفیت جذب جاذب‌ها در طول بیست چرخه به ترتیب معادل 69، 58 و 67 درصد بوده که نشان از بهبود بیشتر پایداری جاذب در صورت استفاده از روش اسیدزنی است. نتیجه‌گیری: با توجه به نتایج بدست ‌آمده، روش اسیدزنی را می‌توان به عنوان یکی از کارآمدترین روش‌ها برای بهبود عملکرد جاذب‌های کلسیم اکسید، مورد استفاده قرار داد.  </div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: One of the major challenges in the calcium looping process is the loss of CO2 capture capacity of calcium-based sorbents during consecutive cycles due to increased sintering mechanism. This article aims to improve the performance of carbonation conversion in different cycles by employing hydration and acidification methods. Materials and Methods: Following the preparation of both  CaO-based and modified sorbents, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and Brunauer-Emmett-Teller analyses were employed to verify the proper preparation of the sorbents and examine their structures. Subsequently, the adsorption performance of different samples was assessed using a thermogravimetric analyzer device . Results: The results of the carbonation reaction showed that the effective conversion rates for the raw and modified sorbents, employing acidification and hydration methods, at the end of the first cycle were 75%, 86%, and 73%, respectively. By the twentieth cycle, these rates decreased to 24%, 38%, and 26%, respectively. This decline indicates an improvement in the sorbent's capture capacity, attributed to the formation of calcium acetate, resulting in a more stable and porous structure. The findings from utilizing raw limestone sorbents and their modified versions through acidification and hydration techniques demonstrated a decrease in sorbent capture capacity by 69, 58, and 67% across twenty cycles. This highlights the enhanced sorbent stability achieved with the acidification method. Conclusion: Based on obtained results, acidification method can be considered as one of the most efficient approaches for improving the performance of calcium oxide sorbents.  </div> چرخه کلسیم, جذب دی‌اکسید کربن, هیدراسیون, اسیدزنی, کربناسیون Calcium looping, Carbon dioxide capture, Hydration, Acidification, Carbonation 359 376 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2721-3&slc_lang=fa&sid=1 Hamidreza Ramezan Behtash حمیدرضا رمضان بهتاش hamidreza.behtash99@ms.tabrizu.ac.ir No Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Maryam Tahmasebpoor مریم طهماسب‌ پور tahmasebpoor@tabrizu.ac.ir Yes Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران