Iranian Journal of Health and Environment

fa بهبود پایداری و سیالیت جاذب اکسید کلسیم در چرخه خورشیدی کلسیم Enhancing the stability and fluidization of calcium oxide sorbent in solar calcium looping process هوا Air پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">زمینه و هدف: یکی از روش‌های موثر برای جداسازی 2CO، به‌عنوان اصلی‌ترین عامل گرمایش جهانی، استفاده از فرآیند شیمیایی چرخه خورشیدی کلسیم است. عملکرد پایدار و رفتار سیالیت مناسب جاذب‌های مبتنی بر CaO، نقش تعیین‌کننده‌ای در کارایی و دوام این فرآیند دارد. هدف این مطالعه، بررسی و بهبود پایداری و ویژگی‌های سیال‌شدن جاذب‌ CaO برای ارتقای عملکرد چرخه خورشیدی کلسیم است. روش بررسی: برای بهبود پایداری جاذب‌ CaO از اسید فسفریک و اسید استیک و برای بهبود قابلیت جریان‌پذیری جاذب‌ها، از ذرات سیلیکا استفاده شد. عملکرد جاذب‌ها در 19 چرخه جذب و احیا مورد ارزیابی قرار گرفت تا تأثیر این روش‌ها بر پایداری و رفتار سیال به‌صورت کمی و کیفی بررسی شود. یافتهها: از نظر پایداری، نمونه‌های اصلاح ‌شده با اسید استیک نسبت به نمونه‌های اصلاح‌ شده با اسید فسفریک نتایج بهتری نشان دادند، این درحالیست‌که استفاده از اسید فسفریک در بهبود رفتار سیال شدن جاذب نهایی موثرتر از اسید دیگر بود. سنگ‌آهک اصلاح شده با اسید استیک 10 درصد، بعد از 19 چرخه دارای میزان جذب برابر  g CO2/g sorbent0/3 بود که نسبت به سنگ‌آهک اولیه دارای افزایش 57 درصدی است. همچنین، در سرعت cm/s 5 میزان انبساط بستر در نمونه اصلاح ‌شده با اسید فسفریک نسبت به سنگ‌آهک اولیه 27 درصد افزایش پیدا کرد. با افزودن 5 درصد از ذرات سیلیکا به نمونه اصلاح ‌شده با اسید استیک نیز میزان انبساط بستر آن 32 درصد افزایش یافت. نتیجه‌گیری: استفاده از روش اسیدزنی و افزودن ذرات سیلیکا راهکاری مفید برای بهبود عملکرد چرخه خورشیدی کلسیم است.  </div> <div style="text-align: justify;">Background and Objective: Carbon dioxide (CO₂), as the main greenhouse gas, plays a critical role in global warming. One of the effective methods for CO₂ capture is the solar-driven calcium looping process. The stable performance and good fluidity of CaO-based sorbents are crucial for the efficiency and durability of this process. This study aims to investigate and enhance the stability and fluidization characteristics of CaO sorbents to improve the performance of solar calcium looping process. Materials and Methods: To enhance the stability of CaO sorbents, chemical modification with phosphoric and acetic acids was applied. To improve the sorbent's, fluidity, silica particles were added. The performance of modified sorbents was evaluated over 19 cycles for CO₂ capture and regeneration to assess the quantitative and qualitative effects of these treatments on stability and fluidization. Results: Regarding stability, sorbents modified with acetic acid showed better performance than those modified with phosphoric acid. In contrast, phosphoric acid modification was more effective in improving fluidization behavior. Limestone modified with 10% acetic acid retained a CO₂uptake of 0.3 g CO2/g sorbent after 19 cycles, corresponding to a 57% increase compared to the unmodified limestone. Additionally, at a superficial gas velocity of 5 cm/s, bed expansion of the phosphoric acid-modified sample increased by 27% compared to the raw limestone. By adding 5% silica particles to the acetic acid-modified sample, bed expansion increased by 32%. Conclusion: Acid modification combined with silica particles addition provides an effective strategy to enhance the performance of CaO sorbents in solar calcium looping processes.  </div> جذب CO2, چرخه خورشیدی کلسیم, اسیدزنی, رفتار سیالیت CO₂ capture, Solar calcium looping, Acid treatment, Fluidization 37 56 http://ijhe.tums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-2721-6&slc_lang=fa&sid=1 Maryam Tahmasebpoor مریم طهماسب پور tahmasebpoor@tabrizu.ac.ir Yes Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Hossein Akhtarivand حسین اختری وند hosseinakhtarivand@gmail.com No Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران Fatemeh Mohammadi فاطمه محمدی fatemehmoha7@gmail.com No Department of Chemical Engineering, Faculty of Chemical & Petroleum Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران