低Si/Al比（約5）ゼオライトNa-SSZ-13を用いた高温・低濃度深部排ガス脱硫

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• 環境科学

背景:

• 深部排ガス脱硫（FGD）および二酸化硫黄（SO2）回収には、SO2の腐食性のため、非常に安定な多孔質材料が必要です。
• 既存の多孔質材料は、要求の厳しいFGDシナリオにおいて、安定性と効率性に苦労することがよくあります。

研究 の 目的:

• 安定な微孔性ゼオライトであるNa-SSZ-13のSO2吸着および回収性能の合成と評価。
• SO2吸着メカニズムの調査と、困難な条件下での深部FGDへの適合性の評価。

主な方法:

• 低Si/Al比Na-SSZ-13ゼオライトの合成。
• 安定性（水、熱、化学）および選択性を含む、動的SO2吸着性能の体系的な評価。
• カラムブレークスルー実験、GCMCシミュレーション、DFT計算、およびin situ DRIFT分析。

主要な成果:

• Na-SSZ-13は、優れた水、熱、化学的安定性を示します。
• 高いSO2親和性、吸着速度論、および異常なSO2/CO2選択性（被覆率ゼロで2673）。
• 異常な低濃度SO2吸着容量（0.1/0.002 barで4.6/2.7 mmol g⁻¹）および高温（323–423 K）での排ガス混合物からの効率的な捕捉。
• 再生中のSO2純度96.5％を達成し、優れたサイクル安定性を示しました。

結論:

• Na-SSZ-13は、深部排ガス脱硫およびSO2回収のための、非常に安定で効果的な材料です。
• Na+カウンターカチオンは、カチオン・･･SO2相互作用を介した選択的SO2吸着に重要な役割を果たします。
• このゼオライトベースの材料は、高温、低濃度のSO2捕捉用途に大きな可能性を示しています。