Karbondioksit Emilimi Gerçekleştirmek İçin Amin Bazlı Solvent

Karbondioksit salınımı Dünya çapında en çok endişe kaynağı olan sorunlardan bir tanesidir. Diğer sera gazlarının salımı da bu gibi küresel ısınmaya büyük katkı sunmaktadır.

Bu gibi Karbondioksit oluşumuna sebep olan faaliyetlerin başında Elektrik üretimi bulunmaktadır. Özellikle fosil yakıtların kullanılması ile yapılan elektrik üretiminde toplam CO2 emisyon oranına göre %41’dir. Enerji üretiminde kömür gibi fosil yakıtların maliyetinin düşük olması nedeniyle bu alanda kömürden elektrik üretimi yeni kömür madenlerinin açılması ile her geçen gün artmaktadır.

Karbondioksit Emisyonu Nasıl Azaltılır?

Karbon yakalama ve depolama sistemleri enerji üretimi için fosil yakıtların kullanımına bir avantaj sağlayabilmektedir. Ve CO2 emisyonlarını azaltmak için önemli fırsatlar sunabilmektedir.

Karbondioksit emisyonunu azaltmak için en yeni teknolojilerden bir tanesi karbondioksit tutma yöntemi olarak öne çıkmaktadır.

Enerji sektöründe, yanma sonrasında Karbondioksit yakalanmasını daha ekonomik ve verimli hale getirmek için, daha az enerji gereksinimi duyan, daha düşük çözücü kaybının yaşanması ve daha az korozyon oranlarına yol açan çözücülerin araştırılması gereksinimi oluşmaktadır.

Bu nedenle CO2 absorbsiyonu için enerji verimliliği olan Amin bazlı solvent türleri üzerinde durulması gerekmektedir. Bu sayede solventin absorbsiyon özellikleri üzerinde bu solventin molekül yapısının önemli bir görevi vardır. Tercih edilen solvent içerisinde birincil ve ikincil kategorideki Amin grupları Karbonmonoksit (CO) ile reaksiyona girerek karbamat oluşturmaktadır. Buna karşılık üçüncül aminler serbest protona sahip olmadığından dolayı reaksiyona giremezler.

Üçüncül aminler bu özelliklerinden kaynaklı baz görevi görmektedir. Bazik özelliğinin vermiş olduğu kimyasal özellik sebebiyle sodyum bikarbonat oluşmaktadır. Absorbsiyon kapasitesini ve rejenerasyon enerjisini etkileyen en önemli faktör karbamat stabilitesi ve bazikliktir.

Karbondioksit Emisyonunu Etkileyen Etkileyen Faktörler Nelerdir?

Baca gazlarından çıkan karbondioksitin tutulması için kullanılan kimyasal bileşiklerin özellikleri önemli bir yer tutmaktadır. Bunları etkileyen en önemli faktörler, çözücünün karbamat stabilitesi, kuantum mekaniğindeki önemli faktörlerdir.

Bunlar içerisinde karbon zincirlerinin uzunluğu, sterik engelleme, fonksiyonel grupların varlığı ve farklı siklik Amin konfigürasyonlarının da yer aldığı moleküler yapı etkilerine dayanmaktadır.

Emici yapı içerisindeki Amin ve farklı fonksiyonel grupların zincir uzunluklarının artması ile absorbsiyon hızında azalmaya yol açmaktadır.

Emici yapı içerisinde Amin grubunun yanında yer alan alfa-karbonda bir alkil grubu yan zinciri olması durumunda sterik engelleme olduğu tespit edilmiştir.

Alkil grupları ile ikame edilen aromatik Amin gruplarının absorbsiyonun başlangıç hızında ve absorbsiyon kapasitesinde hafif bir artış gösterdiği tespit edilmiştir.

Karbon Tutma Ve Depolama Nedir?

Karbon tutma ve depolama, CO2 yakalama, taşıma ve Depolamayı entegre eden bir teknoloji sistemi olarak adlandırılmaktadır. Bu sistem uzun yıllardan bu yana kullanılmaktadır. Bunun yanında CCS’den daha düşük maliyetle sahip sistemler de karbon tutma ve yakalama çözümleri olarak hizmet vermektedir.

CO2 yakalama sistemlerinde, atmosferde olması istenmeyen bir kirletici olan CO’nun bu gaz akışından uzaklaştırılması için çok farklı tiplerde sistemler bulunmaktadır.

Karbondioksitin yakalanması için 3 farklı yöntem bulunmaktadır. Bunlar, yanma sonrası yakalama, yanma öncesi yakalama ve oksijen-yakıt süreçlerindeki işlemlerdir.

Yanma sonrasındaki yakalama süreçleri, bir yanma işleminden sonra bacadan çıkan gazın içerisindeki CO2’nin temizlenmesini içermektedir. Oksigaz yanması, saf oksijen kullanılarak yakıtın yanması anlamına gelir. Bu sayede CO2 içeriği bakımından zengin bir gaz içermektedir.

Yakma İşleminden Sonra Karbondioksit Yakalanması

Yakma işleminden sonra asidik gazlar için ticari çözeltiler alkanolaminler kullanılmaktadır. Bunun için birçok çalışma yapılmıştır. Trietanolamin ticari olarak temin edilen ilk alkanolamindir. Bundan sonra asit-gaz emici sistemleri için diğer alkanolaminler piyasada yer edinmiştir.

Trietanolamin(TEA) dışında, Mono Etanol Amin(MEA), Dietanolamin(DEA) ve Metil Dietanol Amin(MDEA) gaz saflaştırma sistemlerinde kullanılan diğer alkanolaminlerdir.

Karbondioksit emisyonu en düşük olan Trietanolamindir. Serbest hidrojen atomu olmamasından dolayı düşük reaktiviteye sahiptir.

Diizopropanolamin (DIPA) birçok gaz saflastirma isleminde kullanılmasına rağmen zamanla Metil Dietanolamin(MDEA) ile değiştirilmiştir. Bu uygulamalarda en önemli hususlar, korozyon direncinin yüksek olması, karbonmono oksit salımının önlenmesi ve soğurma oranının artırılmasıdır.