« Quay lại

Bộ lọc nhựa đường tách khí nhà kính ở miệng giếng khoan

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Rice đã tìm ra cách chế tạo hiệu quả chất hấp thụ nhựa đường để thu CO2 từ giếng khí, mà chỉ cần cho thêm nước.

 


Theo nghiên cứu, các hạt nhựa đường Gilsonite giá rẻ được xử lý bằng nước cho phép hấp thụ khí nhà kính nhiều gấp hai lần trọng lượng của vật liệu. Nhựa đường đã qua xử lý chọn lọc CO2 theo giá trị của mêtan với tỷ lệ trên 200/1. Vật liệu này hoạt động tốt ở nhiệt độ môi trường xung quanh và trong điều kiện áp suất thường thấp hơn ở miệng giếng khoan. Khi áp suất giảm, vật liệu giải phóng CO2, sau đó được lưu giữ để phục vụ cho ngành công nghiệp hoặc bơm ngược lại. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Energy.

Khí thiên nhiên ở miệng giếng khoan thường chứa từ 3-7% CO2, nhưng ở một số nơi tỷ lệ này có thể lên đến 70%. Các nhà sản xuất dầu khí truyền thống thường sử dụng một trong hai phương pháp tách CO2: theo phương pháp vật lý thông qua sử dụng các màng hay các chất hấp thụ rắn như zeolit hoặc bằng phương pháp hóa học thông qua lọc amin lỏng, chất dẫn xuất amoniac.

Nhưng cả hai phương pháp này đều có nhược điểm. Bộ lọc vật lý mất thời gian phân biệt giữa các phân tử CO2 và metan gần như giống nhau về kích thước (3,3 đến 3,8 angstrom) và độ phân cực (quan trọng đối với các tính chất liên kết). Phương pháp hóa học có độ chọn lọc cao hơn nhưng tốn kém, gây ra hiện tượng ăn mòn và đòi hỏi năng lượng đầu vào lớn và thiết bị cồng kềnh. Dù có tính chọn lọc cao, nhưng các amin chỉ thu được 13% trọng lượng khí CO2 và cần hơi nước ở mức nhiệt rất nóng để tái chế hệ thống lọc, trong khi hệ thống mới đã thu được hơn 200% trọng lượng và không cần nguồn nhiệt.

Vật liệu do nhóm nghiên cứu chế tạo, có khả năng hấp thụ khí CO2 hiệu quả hơn và không cần nhiệt. Phủ nước lên các bề mặt lỗ làm tăng hấp thụ hóa học còn yếu và nâng cao mức độ chọn lọc trong khi vẫn duy trì khả năng hấp thụ mạnh của vật liệu về mặt vật lý.

Theo các nhà nghiên cứu, nước trong nhựa đường Gilsonite tạo thành hydrat trong các vi cấu trúc lỗ làm tăng đáng kể tính chọn lọc của CO2 trên metan. Dù vi lỗ của hạt có kích thước 23 angstrom, lớn hơn rất nhiều so với các phân tử mục tiêu, nhưng việc bổ sung nước đã thu hẹp các lỗ và làm giảm thể tích của lỗ qua đó các phân tử di chuyển qua. Gilsonite có diện tích bề mặt 4.200 m2/g, nên việc bổ sung nước vẫn mở ra nhiều không gian để thu khí CO2. Hơn nữa, qua nhiều chu kỳ thử nghiệm trong điều kiện áp suất và nhiệt độ dao động từ nhiệt độ đóng băng đến 50oC, sự suy giảm của vật liệu là không đáng kể.

Tin khác

Liên kết website Liên kết website

  Cổng Thông tin điện tử  SỞ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ TỈNH NGHỆ AN


Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Nghệ An. 

Số 75 Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An

Điện thoại: 02383.844500 - Fax: 02383.598478

Email: khcn@khcn.nghean.gov.vn


Cơ quan thiết lập: Trung tâm Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Số 75A Nguyễn Thị Minh Khai, TP. Vinh, Nghệ An
Điện thoại: 02383.837448 - 02383566380.   Email: webkhcnnghean@gmail.com
Người chịu trách nhiệm: Võ Hải Quang, Giám đốc TT Thông tin KHCN và Tin học Nghệ An
Giấy phép thiết lập số: 23/GP-TTĐT ngày 28/3/2017 do Sở TT&TT Nghệ An cấp

 

 

@ Ghi rõ nguồn ngheandost.gov.vn khi phát hành lại thông tin từ website này.