การดัดแปรดินไดอะตอมด้วยเอมีนเพื่อเพิ่มสมรรถนะของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์

รสสุคนธ์ เปานิล

Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63480

Title:	การดัดแปรดินไดอะตอมด้วยเอมีนเพื่อเพิ่มสมรรถนะของการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์
Other Titles:	Modification Of Diatomaceous Earth With Amine To Enhance Performance Of Co2 Adsorption
Authors:	รสสุคนธ์ เปานิล
Advisors:	ณัฐธยาน์ พงศ์สถาบดี
Other author:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์
Advisor's Email:	Sangobtip.P@Chula.ac.th
Issue Date:	2558
Publisher:	จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
Abstract:	งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของตัวแปรต่างๆ ต่อความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์บนตัวดูดซับดินไดอะตอมที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยเมทานอลและตรึงเอทิลีนไดเอมีนและเตตระเอทิลีนเพนตามีน (EDA/DE-MeOH และ TEPA/DE-MeOH) และตัวดูดซับดินไดอะตอมที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวด้วยโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์และตรึงเอทิลีนไดเอมีนและเตตระเอทิลีนเพนตามีน (EDA/DE-TsCl และ TEPA/DE-TsCl) ภายใต้ความดันบรรยากาศ ตัวแปรที่ทำการศึกษาความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ คือ ชนิดตัวดูดซับ ชนิดเอมีน ปริมาณเอมีน อัตราส่วนระหว่างปริมาณตัวดูดซับกับอัตราเร็วของแก๊สขาเข้า อุณหภูมิการดูดซับ ความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สผสมขาเข้า ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สผสมขาเข้า และความสามารถในการเลือกจับคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สผสมขาเข้า จากผลการทดลองพบว่าความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ของตัวดูดทั้ง 4 ชนิด มีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อทำการเพิ่มอุณหภูมิ เพิ่มปริมาณเอมีน เพิ่มปริมาณไอน้ำในแก๊สผสมขาเข้าที่ร้อยละ 1 โดยปริมาตร และเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สผสมขาเข้าเป็นร้อยละ 30 โดยปริมาตร และพบว่าตัวดูดซับ TEPA/DE-MeOH ปริมาณเอมีนที่ตรึงร้อยละ 30 โดยน้ำหนัก มีความสามารถในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์สูงสุด เท่ากับ 4.9 มิลลิโมลต่อกรัมตัวดูดซับ ที่อุณหภูมิ 95 องศาเซลเซียส ในสภาวะไม่มีความชื้น อัตราส่วนระหว่างปริมาณตัวดูดซับกับอัตราเร็วของแก๊สขาเข้าเท่ากับ 0.9 กรัม . วินาที ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร และความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ในแก๊สผสมขาเข้าที่ร้อยละ 30 โดยปริมาตรดุลในฮีเลียม และพบว่าค่าการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จะเพิ่มขึ้นจาก 4.9 เป็น 5.5 มิลลิโมลต่อกรัมตัวดูดซับ ที่อุณหภูมิ 95 องศาเซลเซียส เมื่อทำการเพิ่มความเข้มข้นของไอน้ำในแก๊สผสมขาเข้าที่ร้อยละ 1 โดยปริมาตร นอกจากนี้ตัวดูดซับ 30%TEPA/DE-MeOH และ 30%TEPA/DE-TsCl สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้สูงถึง 8 รอบการดูดและคายซับ และมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี โดยทำที่อุณหภูมิการดูดซับ เท่ากับ 80 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิการคายซับ เท่ากับ 110 องศาเซลเซียส อีกทั้งเมื่อทำการศึกษาเสถียรภาพทางความร้อนของตัวดูดซับจะเห็นได้ว่าการปรับปรุงพื้นผิวดินไดอะตอมด้วยโทลูอีนซัลโฟนิลคลอไรด์จะช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อน ซึ่งสามารถยืนยันได้โดยผลการวิเคราะห์ด้วยเทคนิค TGA และพบว่าตัวดูดซับ 30%TEPA/DE-MeOH มีความสามารถในการเลือกดักจับเฉพาะคาร์บอนไดออกไซด์อีกด้วย จลนพลศาสตร์การดูดซับของตัวดูดซับ 30%TEPA//DE-MeOH พบว่าสอดคล้องกับแบบจำลองอาฟรามากที่สุด โดยอธิบายถึงกลไกการเกิดปฏิกิริยาในการดูดซับที่มีความซับซ้อนหรือมีกลไกการเกิดปฏิกิริยามากกว่าหนึ่งกลไก
Other Abstract:	The purpose of this research was to study the effect of factors on CO2 adsorption capacity of diatomaceous earth (DE) modified methanol and functionalized with EDA and TEPA (EDA/DE-MeOH and TEPA/DE-MeOH) and DE modified with TsCl and functionalized with EDA and TEPA (EDA/DE-TsCl and TEPA/DE-TsCl) adsorbents at atmospheric pressure. The factors investigated here were types of adsorbents, types of amine, levels of amine loading, amount of adsorbents (W/F Ratio), operating temperatures , water vapor concentrations in a constant 30% (V/V) CO2 feed stream, level of CO2 concentration in the feed stream and selectivity of adsorbents. From the experimental results, it was found that the CO2 adsorption capacity of EDA/DE-MeOH, TEPA/DE-MeOH, EDA/DE-TsCl and TEPA/DE-TsCl adsorbents were increased with rising temperature, increasing amine loading level, adding the amount of water vapor in the feed up to 1% (v/v) and rising CO2 concentration in the feed stream to 30% (v/v). The TEPA loading on DE-MeOH was optimized as 30% (wt) (30%TEPA/DE-MeOH), which gave the maximal CO2 adsorption capacity of 4.9 mmol g-1 at 95 °C under dry condition, the W/F ratio was 0.9 g. s . cm-3 and the CO2 concentration in the feed was constant at 30% (v/v) in a He balance. When adding the amount of water vapor in the feed up to 1% (v/v), the CO2 adsorption capacity was increased from 4.9 to 5.5 mmol g-1 at 95 °C. Moreover, the 30%TEPA/DE-MeOH and 30%TEPA/DE-TsCl adsorbents showed a good regenerability for eight adsorption-desorption cycles tested and a good stability in the temperature range of CO2 adsorption (80 °C) and desorption (110 °C). In addition, the thermal stability study indicated that the surface modification of DE with TsCl enhanced a tolerance of thermal stability which can confirmed by TGA results. In addition, the results show that the 30%TEPA/DE-MeOH adsorbent with an ability of CO2 selectivity. From three kinetics models (pseudo-first-order, pseudo-second-order model and Avrami's equation), the adsorption kinetics show that the Avrami’s equation can provide a good experimental-simulation fit for the CO2 adsorption on the 30%TEPA/DE-MeOH.
Description:	วิทยานิพนธ์ (วท.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2558
Degree Name:	วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level:	ปริญญาโท
Degree Discipline:	เคมีเทคนิค
URI:	http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/63480
Type:	Thesis
Appears in Collections:	Sci - Theses

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
5672061023.pdf		7.02 MB	Adobe PDF	View/Open

Show full item record