CO2-mineralization and carbonation reactor rig: Design and validation for <i>in situ</i> neutron scattering experiments—Engineering and lessons learned
Notice bibliographique
Résumé
CO2 mineralization via aqueous Mg/Ca/Na-carbonate (MgCO3/CaCO3/Na2CO3) formation represents a huge opportunity for the utilization of captured CO2. However, large-scale mineralization is hindered by slow kinetics due to the highly hydrated character of the cations in aqueous solutions (Mg2+ in particular). Reaction conditions can be optimized to accelerate carbonation kinetics, for example, by the inclusion of additives that promote competitive dehydration of Mg2+ and subsequent agglomeration, nucleation, and crystallization. For tracking mineralization and these reaction steps, neutron scattering presents unprecedented advantages over traditional techniques for time-resolved in situ measurements. However, a setup providing continuous solution circulation to ensure reactant system homogeneity for industrially relevant CO2-mineralization is currently not available for use on neutron beamlines. We, therefore, undertook the design, construction, testing and implementation of such a self-contained reactor rig for use on selected neutron beamlines at the ISIS Neutron and Muon Source (Harwell, UK). The design ensured robust attachment via suspension from the covering Tomkinson flange to stabilize the reactor assembly and all fittings (~25 kg), as well as facilitating precise alignment of the entire reactor and sample (test) cell with respect to beam dimension and direction. The assembly successfully accomplished the principal tasks of providing a continuous flow of the reaction mixture (~500 mL) for homogeneity, quantitative control of CO2 flux into the mixture, and temperature and pressure regulation throughout the reaction and measurements. The design is discussed, with emphasis placed on the reactor, including its geometry, components, and all technical specifications. Descriptions of the off-beamline bench tests, safety, and functionality, as well as the installation on beamlines and trial experimental procedure, are provided, together with representative raw neutron scattering results.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».