Kooldioxide is een onruststoker. Het is dus een goed idee om het uit de uitstoot van motoren te verwijderen - en het kan een extra economisch voordeel hebben.

Tot nu, koolstofdioxide in oceanen is gedumpt of ondergronds is begraven. De industrie is terughoudend geweest om koolstofdioxidewassers in faciliteiten te implementeren vanwege de kosten en de voetafdruk.

Wat als we niet alleen koolstofdioxide konden opvangen, maar omzetten in iets nuttigs? S. Komar Kawatra en zijn studenten zijn die uitdaging aangegaan, en ze hebben enig succes.

Een team onder leiding van Kawatra, een professor in chemische technologie aan de Michigan Technological University, zijn doctoraat studenten, Sriram Valluri en Victor Claremboux, en student Sam Root, hebben een kooldioxidewasser ontworpen. Ze werken eraan om de koolstofdioxide die ze opvangen om te zetten in oxaalzuur, een van nature voorkomende chemische stof in veel voedingsmiddelen.

Root en Valluri zijn uitgenodigd om hun onderzoek te presenteren bij de Society of Mining, Metallurgy and Exploration's jaarlijkse bijeenkomst in Denver in februari.

Oxaalzuur wordt door de industrie gebruikt om zeldzame aardelementen uit ertsen te logen. De zeldzame aarden worden gebruikt in elektronica zoals mobiele telefoons. Zeldzame aardmetalen worden momenteel niet geproduceerd in de Verenigde Staten; China produceert 90 procent of meer van de zeldzame aardmetalen in de wereld. Door oxaalzuur in eigen land te produceren, het kan mogelijk zijn om zeldzame aardelementen winstgevend te winnen in de VS, wat belangrijk is voor de nationale veiligheid, zei Kawatra.

Hoe een koolstofdioxide-scrubber werkt

De groep installeerde hun koolstofdioxidescrubber in de stoomfabriek van Michigan Tech, waar ze op proeffabriekschaal testen met echt rookgas.

De stoominstallatie produceert rookgas dat acht procent koolstofdioxide bevat. De scrubber van de chemisch ingenieurs bracht de uitstoot terug tot vier procent en hun doel is om die onder de twee procent te brengen.

"Onder de twee procent, we zijn gelukkig, " zei Kawatra. "Onder de één procent, we zullen heel blij zijn."

Het is een reële mogelijkheid. "We hebben het al teruggebracht tot nul procent in het laboratorium, ' merkte Valluri op.

Undergrads werken met afgestudeerde studenten om de kooldioxide-scrubber te controleren.

In de stoomfabriek, ze tappen een monsterstroom rookgas af uit de hoofdafvoerleiding van de ketel. Het rookgas komt uit de brander op 300-350 graden Fahrenheit. Het monster wordt samengeperst door een filter dat deeltjes verwijdert, gaat vervolgens door een koeleenheid voordat het de bodem van de waskolom binnengaat.

Soda Ash vangt koolstofdioxide op

Een natriumcarbonaatoplossing wordt in de top van de 3 meter hoge waskolom gepompt. Het rookgas wordt door de kolom omhoog geborreld. Terwijl het naar de top beweegt, het natriumcarbonaat of natriumcarbonaat verwijdert veel van het koolstofdioxide uit het gas. Kawatra en zijn studenten houden constant de hoeveelheid kooldioxide in de gaten.

"De grootste uitdaging is een fluctuerende verhouding van gassen in het rookgas, " zei Valluri. Teamlid Root legde uit, "Je hebt een cascadecontrolesysteem nodig dat de kooldioxide meet en de hoeveelheid wasoplossing dienovereenkomstig manipuleert."

"Onze volgende uitdagingen zijn, hoeveel kunnen we de scrubber opschalen en waar kunnen we de kooldioxide voor gebruiken, "Zei Valluri. Dit sluit aan bij het andere onderzoeksproject van Valluri en Claremboux, de omzetting van kooldioxide in bruikbare producten. Ze hebben op laboratoriumschaal oxaalzuur kunnen maken uit kooldioxide.

John Simons, een Michigan Tech-alumnus in de Chemical Engineering Academy bij Tech en voorzitter van Carbontec Energy in Bismarck, Noord-Dakota, ondersteunt het onderzoek van Kawatra. Hij zegt dat de besparingen voor de industrie van dit soort kooldioxide-scrubber enorm zijn.

De gebruikelijke methode om kooldioxide uit emissies te verwijderen, maakt gebruik van amines, op stikstof gebaseerde chemische verbindingen die de koolstofdioxide binden. Maar amines kosten $20, 000 een ton, zei Simons. Carbonaten zoals het natriumcarbonaat dat Kawatra's team gebruikt, kosten $ 200 per ton.

Simmons is enthousiast over het potentieel om een ​​commercieel product te produceren uit het opgevangen koolstofdioxide. "Ik denk niet dat het een goed idee is om het in de grond te zetten, " zei hij. "We moeten een manier vinden om het commercieel te gebruiken."

De technologie, handelsnaam het "Clearite VI Carbon Dioxide Capture/ Utilization Process, " werd gepatenteerd (patent nr. US7, 919, 064B2 ) door de uitvinders, S. Komar Kawatra, Tim Eisele en John Simmons, en toegewezen aan Michigan Tech. Carbontec Energie Corporation, de technologiesponsor, is de exclusieve wereldwijde licentiehouder en is van plan de technologie te commercialiseren via joint ventures en sublicenties.

Simmons is verheugd dat Kawatra en zijn studenten een proeffabriekstudie uitvoeren van hun scrubber in de aardgasgestookte stoomcentrale van Michigan Tech. "Het was belangrijk om het proces te testen onder werkelijke emissieomstandigheden, " hij legde uit.

Kawatra is blij met de vooruitgang die hij en zijn studenten hebben geboekt bij het verwijderen van kooldioxide uit rookgas. En hij is enthousiast over het vooruitzicht om er een verkoopbaar product van te maken. "We willen er toepassingen voor vinden, " zei hij. "We willen de industrie helpen geld te verdienen. We willen laten zien dat je schadelijk afval zoals koolstofdioxide kunt gebruiken en er winst mee kunt maken."