Zeolit dan Pengaruhnya Terhadap Energi Hijau

Karena diakui bahwa CO2 berkontribusi terhadap efek rumah kaca, langkah-langkah diambil untuk memaksa negara-negara industri membatasi emisinya. Baru-baru ini, nitrogen protoksida (N2O) secara resmi diakui di Amerika Serikat memiliki kapasitas pemanasan global 300 kali lebih tinggi daripada CO2. Untuk lebih jelasnya tentang pembahasan ini, simak artikel berikut.

Pengurangan NOx dari sumber stasioner

Akibat dari hal tersebut di atas, penghilangan N2O akan menjadi perhatian utama, terutama untuk pabrik produksi asam nitrat tetapi kami tidak akan mengembangkan poin ini di sini untuk lebih fokus pada pengurangan NO dan NO2. Berbagai sumber stasioner emisi NOx ditemui di industri.

Produksi energi merupakan prasyarat untuk pengembangan industri dan paling sering dihasilkan oleh pembakaran sumber fosil. Pembangkit listrik termal dengan demikian merupakan kontributor utama emisi NOx bersama dengan banyak sektor industri lainnya seperti semen, kaca, dll.

Proses yang saat ini diterapkan untuk pengurangan NOx dari sumber stasioner adalah Selective Catalytic Reduction (SCR) berbasis zeolit ​​dengan amonia tetapi, karena ini juga merupakan teknologi utama yang dikembangkan untuk sumber otomotif, akan dibahas pada bagian berikutnya.

Penghapusan NOx dari pembangkit listrik termal melalui metana

Produksi energi dengan pembakaran alami menjadi lebih populer. Oleh karena itu menarik untuk mengembangkan proses yang dapat membatasi emisi NOx dengan menggunakan metana (komponen utama dalam gas alam) daripada amonia (melalui urea) sebagai zat pereduksi. Sebagian besar penelitian di bidang ini menggunakan katalis zeolit ​​​​berbasis kobalt.

Seperti yang dilaporkan oleh Smeets et al, preparasi dan pemuatan kobalt sangat mempengaruhi kinerja CH4 SCR. Beban tinggi menyebabkan spesies Co oksida aktif dalam pembakaran langsung metana dengan oksigen sehingga membatasi tingkat pengurangan NOx 41. Sebagian besar publikasi melaporkan peran utama NO2 42, yang teroksidasi menjadi nitrat, selanjutnya bereaksi dengan CH4 untuk menghasilkan nitroso dan nitrometana (CH3NO dan CH3NO2 ).

Senyawa selanjutnya akan segera bereaksi dengan nitrosonium (NO+) 44 menurut reaksi berikut: NO+Z− +CH3NO2→ N2 +H+Z− +H2O + CO2. Untuk menguji efeknya dalam kondisi nyata, tanah jarang yang dipromosikan Pd-MOR di bawah umpan gas buang yang representatif diperiksa, dan itu menunjukkan pembusukan awal aktivitas, yang ditunjukkan dengan hilangnya 15% konversi NOx. Analisis rinci menunjukkan bahwa spesies belerang dari bau yang ditambahkan ke gas alam memicu keracunan.

Hidrokarbon lain (HC) sebagai bahan pereduksi alternatif

Propana 46 dan propena dipelajari secara ekstensif sebagai kemungkinan agen pereduksi NOx, namun, kami akan fokus di sini pada iso-butana (i-C4) yang hidrogen tersiernya lebih mudah diaktifkan. Pendekatan yang menarik dikembangkan untuk menyiapkan katalis Fe-MFI dengan kuat keasaman Brønsted yang berbeda tetapi dengan kandungan dan struktur Fe yang serupa (seperti yang dikonfirmasi oleh spektroskopi UV-Vis dan EPR).

Mereka mengungkapkan perbedaan dramatis dalam konversi NOx yang menyiratkan peran kunci keasaman Brønsted dalam mekanisme reaksi melalui aktivasi i-C4. Mengenai mekanisme untuk HC‟s SCR dengan CnH2n+2 atau CnH2n dengan n>1, ada konsensus umum tentang Keterlibatan nitroalkana primer (RNO2) diubah menjadi sianida (-CN), selanjutnya dioksidasi menjadi isosianat (-NCO) dan akhirnya dihidrolisis menjadi NH3 yang merupakan agen pereduksi NOx kuat terakhir.

Akhirnya, studi asli menggunakan asetilena (C2H2) sebagai zat pereduksi yang efisien patut disebutkan. Mekanisme yang juga melibatkan spesies isosianat diusulkan untuk dilakukan pada zeolit ​​H-MOR di mana penambahan molibdenum secara signifikan meningkatkan jumlah spesies nitrat yang menjembatani.

Peningkatan penghilangan NOx secara paralel menunjukkan bahwa NOx bereaksi dengan C2H2 untuk menghasilkan zat antara isosianat. Demikian pula, katalis yang stabil dan aktif diperoleh setelah memasukkan Zr ke dalam zeolit ​​H-ZSM-5. Katalis yang diperoleh memberikan hasil yang menjanjikan: konversi NO 89% menjadi N2 pada 350 °C dalam aliran yang mengandung 1600 ppm NO, 800 ppm C2H2, dan 9,95% O2.

Orang dapat berargumen bahwa asetilena tidak tersedia dan harus diproduksi terlebih dahulu dan selanjutnya diangkut ke sumber stasioner. Namun, penelitian ini menyarankan aplikasi potensial yang menarik untuk pengurangan gas tercemar otomotif sejak boarding kalsium karbida padat sebagai prekursor C2H2 [CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2] akan jauh lebih aman daripada prekursor amonia on-boarding.

Pengurangan NOx dari sumber bergerak

Meskipun SCR amonia telah digunakan selama bertahun-tahun di sumber stasioner dengan katalis berbasis VOx/TiO2 dan baru-baru ini dengan zeolit, peningkatan katalis berbasis zeolit ​​baru-baru ini merupakan konsekuensi dari spesifikasi yang ketat pada jumlah NOx yang dipancarkan, HC‟s, CO2 dan partikel yang tidak terbakar.

Mesin diesel dan mesin bensin lean-burn menyajikan keuntungan utama untuk menurunkan emisi CO2 tetapi emisi NOx mereka perlu dikurangi dengan adanya kelebihan oksigen yang tinggi. Akibatnya, penggunaan zat pereduksi kuat seperti NH3 (terutama yang timbul dari dekomposisi urea) muncul sebagai alternatif yang efisien untuk mengatasi kelemahan yang terkait dengan proses Lean NOx Trap secara bersamaan (yaitu konsumsi bahan bakar yang berlebihan dan sensitivitas sulfur yang tinggi).

Beberapa mekanisme NH3 SCR yang diusulkan

Reaksi kimia antara spesies amonia dan NOx sering dibagi menjadi dua persamaan utama yang menggambarkan (1) SCR standar dan (2) reaksi SCR cepat.

Reaksi SCR standar secara kinetik kurang menguntungkan daripada reaksi SCR cepat, namun NOx yang dipancarkan dari mesin Diesel atau lean burn mengandung nitrogen monoksida sebagai komponen utama (> 80%). Akibatnya, katalis SCR membutuhkan fungsi redoks; dalam kasus zeolit ​​itu disediakan oleh ion logam transisi (TMI).

Secara umum diterima bahwa langkah penentuan laju untuk reaksi SCR standar adalah oksidasi NO menjadi NO2. Namun, hingga saat ini, tidak ada konsensus nyata mengenai cara NOx dan amonia bereaksi bersama.

Sebagai contoh, studi perbandingan antara Cu/NaZSM5 dan Cu/HZSM5 menunjukkan bahwa konversi NOx Cu/NaZSM5 yang secara signifikan lebih tinggi dapat dikaitkan dengan efek promosi kation Na+ pada pembentukan spesies intermediet nitrit dan nitrat.

Di atas katalis Cu-ZSM5 yang serupa, mekanisme yang melibatkan reaksi antara NO2 dan NH3 yang teradsorpsi, pembentukan HNO2 dan HNO3 selanjutnya dan reduksi akhir menjadi N2 atau N2O konsisten dengan pemodelan kinetik dari serangkaian kondisi eksperimental yang luas di mana penghambatan NH3 diamati pada suhu rendah.

Efek pemblokiran NH3 ini pada mekanisme katalitik SCR cepat pada suhu rendah juga diamati dengan Fe-zeolit komersial mutakhir dan diperiksa lebih lanjut dalam proses reaktivitas transien khusus.

Bukti diberikan bahwa pemblokiran tersebut dikaitkan dengan interaksi yang kuat antara NH3 dan permukaan NO3- mencegah nitrat ini dari bereaksi dengan NO untuk menghasilkan NO2-. Amoniat nitrit memang secara selektif terurai menjadi N2 dalam kisaran suhu yang luas sementara amonium nitrat membentuk endapan garam padat pada T°<160°C dan terurai secara non-selektif menjadi N2 dan N2O.

Dengan demikian, hilangnya efisiensi SCR pada suhu rendah dengan adanya NO2 juga sering disarankan untuk terjadi melalui akumulasi NH4NO3 di dalam volume mikropori. Namun ketika suhu naik di atas 200 ° C, pengenalan larutan berair amonium nitrat ke umpan SCR NOx + NH3 khas dilaporkan sangat meningkatkan efisiensi penghilangan NOx. Aditif pengoksidasi dosis (nitrat) memang memainkan peran NO2 dalam reaksi SCR cepat dengan keuntungan bahwa efek peningkatan SCR tidak lagi ditentukan oleh aktivitas katalis oksidasi hulu.

Studi sebelumnya melaporkan peran utama spesies NOx teradsorpsi dalam mekanisme SCR. Di sisi lain, pengamatan permukaan katalis di bawah tugas mengungkapkan bahwa spesies NH4+ adalah spesies teradsorpsi yang paling melimpah sementara NOx teradsorpsi tidak terdeteksi dalam kondisi reaksi.

Selanjutnya, korelasi yang sangat baik antara jumlah spesies teradsorpsi NH3 dan efisiensi reduksi NOx sangat menyarankan spesies amonium sebagai spesies aktif utama. Karena amonia yang teradsorpsi tampaknya memainkan peran penting dalam SCR, kami ingin menggarisbawahi perlunya pengembangan model kinetik yang andal untuk memperkirakan dengan tepat panas adsorpsi yang sesuai.

Dalam makalah yang sangat baru, kalorimetri mikro digunakan untuk menyediakan energi aktivasi yang bergantung pada cakupan untuk desorpsi NH3 dari zeolit ​​Cu-BEA. Menurut di atas, tampaknya cukup ambisius untuk menetapkan jalur reaksi rinci 'universal' karena kedua interaksi NH3 dengan NOx teradsorpsi atau interaksi NOx dengan amonia teradsorpsi tampaknya mungkin.

Namun demikian, kehadiran dalam produk akhir reaksi N2 dari satu atom nitrogen yang berasal dari molekul amonia dan yang lainnya dari molekul NO2 terbukti dengan jelas melalui percobaan pertukaran isotope.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.