High Pressure Adsorption Isotherm of CO2 on Activated Carbon using Volumetric Method

Authors

Awaludin Martin, Laboratorium Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, IndonesiaFollow
Bambang Suryawan, Laboratorium Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia
Muhammad Idrus Alhamid, Laboratorium Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia
Nasruddin Nasruddin, Laboratorium Teknik Pendingin dan Pengkondisian Udara, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok 16424, Indonesia

Abstract

High Pressure Adsorption Isotherm of CO2 on Activated Carbon using Volumetric Method. Adsorption system is ones of the most effective methods for CO2 separating with other substances that produced from the burning of fossil fuels. In the design for that application, beside of characteristics of porous material (adsorbent) data, CO2 adsorption data on the adsorbent (kinetic and thermodynamic) are also needed. The aim of this research is resulting isothermal adsorption data at pressures up to 3.5 MPa by indirect methods (volumetric method) at isothermal temperature of 300, 308, 318 and 338 K. Adsorbent that used in this research is activated carbon made from East of Kalimantan coals by physical activation method (CO2) which is the surface area of activated carbon is 668 m2/g and pore volume is 0.47 mL/g. Carbon dioxide (CO2) that used in this research is high purity carbon dioxide with a purity of 99.9%. Data from the experiment results then correlated using the Langmuir and Toth equations model. The results showed that the maximum adsorption capacity is 0.314 kg/kg at 300 K and 3384.69 kPa. The results of regression of experiment data using Langmuir and Toth models were 3.4% and 1.7%.

Bahasa Abstract

Sistem adsorpsi adalah salah satu cara atau metoda yang paling efektif untuk memisahkan CO2 dengan zat lainnya yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar fosil. Pada rancangan untuk aplikasi tersebut, disamping data karakteristik material berpori (adsorben), data penyerapan CO2 pada adsorben (kinetik dan thermodinamika) juga dibutuhkan. Penelitian ini bertujuan menghasilkan data adsorpsi isotermal pada tekanan sampai dengan 3,5 MPa dengan menggunakan metoda tak langsung (metoda volumetrik) pada temperatur isotermal 300, 308, 318 dan 338 K. Adsorben yang digunakan adalah karbon aktif berbahan dasar batubara Kalimantan Timur yang diproduksi dengan menggunakan metode aktivasi fisika (CO2) derngan luas permukaan karbon aktif (karbon aktif KT) adalah 668 m2/g dan volume porinya 0,47 mL/g. Karbon dioksida (CO2) yang digunakan adalah karbon dioksida high purity dengan kemurnian 99,9%. Data yang diperoleh dari hasil eksperimen kemudian dikorelasi dengan menggunakan model persamaan Langmuir dan Toth. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Kapasitas penyerapan maksimum adalah 0,314 kg/kg pada temperatur 300 K dan tekanan equilibrium 3384,69 kPa. Hasil regresi data eksperimen dengan menggunakan model Langmuir dan Toth adalah 3,4% dan 1,7%.

References

1. H. Marsh, F. Rodriguez-Reinoso, Activated Carbon, Elsevier Ltd, Oxford, UK, 2006, p. 52.
2. J-S Lee, J-H Kim, J-T Kim, J-K Suh, J-M Lee, and C-H Lee, J. Chem. Eng. Data 47 (2002) 1237.
3. Y. Belmabkhout, M. Fr`ere, G. DeWeireld, Meas. Sci. Technol. 15 (2004) 848.
4. U. Jürgen, Keller, Erich Robens, Cedric du Fresne von Hohenesche, Stud. Surf. Sci. Catal. 144 (2002)
5. B. Dawoud, Y. Aristov, Int. J. Heat Mass Transfer. 46 (2003) 273.
6. R.C. Bansal, M. Goyal, Activated Carbon Adsorption, Taylor & Francis Group, New York, 2005, p. 97.
7. K. Berlier, M. Fre`re, J. Chem. Eng. Data 42 (1997) 533.
8. D.D. Do, Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd, Singapore, 2008.
9. K.A. Rahman, W.S. Loh, A. Chakraborty, B.B. Saha, K.C. Ng, Proceedings of the 2nd Annual Gas
10. Processing Symposium, Elsevier, Qatar, 2009, p1-8.
11. S. Himeno, T. Komatsu, S. Fujita, J. Chem. Eng. Data 50 (2005) 369.
12. X. Wang, J. French, S. Kandadai, H.T. Chua, J. Chem. Eng [Internet]. 2010 [2010 March 10]. Available from: http://pubs.acs.org.

Recommended Citation

Martin, Awaludin; Suryawan, Bambang; Alhamid, Muhammad Idrus; and Nasruddin, Nasruddin (2010) "High Pressure Adsorption Isotherm of CO2 on Activated Carbon using Volumetric Method," Makara Journal of Technology: Vol. 14: Iss. 2, Article 13.
DOI: 10.7454/mst.v14i2.705
Available at: https://scholarhub.ui.ac.id/mjt/vol14/iss2/13