Capturing CO2 from ambient air - David Keith
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Contents<br />
Acknowledgments iv<br />
Abstract vi<br />
1 Introduction 1<br />
1.1 Carbon Capture and Storage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2<br />
1.2 Air capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />
1.3 Thermodynamic and physical limits of <strong>air</strong> capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />
1.4 Routes to <strong>air</strong> capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
1.4.1 Organic carbon production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
1.4.2 Metal-carbonate production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
1.4.3 Capture with a regenerated sorbent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5<br />
1.4.4 Metal hydroxide sorbents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />
1.5 Research Objectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7<br />
2 Example systems 8<br />
2.1 Contacting with NaOH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8<br />
2.2 Caustic recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
2.3 Example <strong>air</strong> capture system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
2.3.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
2.3.2 Caustization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12<br />
2.3.3 Calcination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13<br />
2.3.4 Integrated system . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14<br />
2.3.5 Energy requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14<br />
3 Contactor 17<br />
3.1 Materials and Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
3.1.1 Theoretical methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17<br />
3.1.2 Experimental methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19<br />
3.2 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />
3.2.1 Mass Transfer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21<br />
3.2.2 Energy requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
vii