Capturing Carbon Dioxide from Industrial Waste Gases

Yıl 2026, Cilt: 5 Sayı: 1, 262 - 269, 28.02.2026

Özcan Başaran , Yavuz Kirim

https://doi.org/10.62520/fujece.1816291

https://izlik.org/JA75GY45NA

Öz

In this study, the capture of CO2 released from an industrial production facility located between the provinces of Batman and Siirt using suitable solutions was modelled using the Aspen Plus simulation. In the study, a methyldiethanolamine (MDEA) solution was chosen as the CO2 capture agent. The process design utilized absorbers, strippers, heat exchangers, flash evaporators, and recirculation loops; different feed rates and tray counts were tested. In the first stage, only 47% of the CO2 could be captured with a feed solution of 400 t/h. However, by increasing the solution flow rate to 832 t/h, approximately 72.14 t/h (95%) of the 76 t/h of CO2 present in the feed stream was successfully captured. Furthermore, it was observed that the number of trays, initially set at 30 in both the absorber and stripper, could be reduced to 21 without any significant change in performance, thereby increasing the cost-effectiveness of the process.
The results obtained demonstrate that the CO2 capture method using MDEA solutions in industrial facilities provides high efficiency. However, it is emphasized that CO2 should not only be captured but also utilized in chemical/fuel production. The widespread adoption of such technologies will significantly contribute to Turkey's achievement of future climate goals.

Anahtar Kelimeler

Aspen plus , Carbon capture , Industrial pollution , MDEA

Etik Beyan

There is no conflict of interest with any person/institution in the prepared article. Additionally, ethics committee approval is not required for this study.”

Endüstriyel Atık Gazlardan Karbon Dioksitin Yakalanması

https://izlik.org/JA75GY45NA

Öz

Bu çalışmada, Batman ve Siirt illeri arasında bulunan bir endüstriyel üretim tesisinden salınan CO₂'nin uygun çözümler kullanılarak yakalanması, Aspen Plus simülasyonu kullanılarak modellenmiştir. Çalışmada, CO₂ yakalama ajanı olarak metildietanolamin (MDEA) çözeltisi seçilmiştir. Proses tasarımında emiciler, sıyırıcılar, ısı eşanjörleri, flaş buharlaştırıcılar ve devridaim döngüleri kullanılmıştır; farklı besleme hızları ve tepsi sayıları test edilmiştir. İlk aşamada, 400 ton/saat besleme çözeltisi ile CO₂'nin sadece %47'si yakalanabilmiştir. Ancak, çözelti akış hızı 832 ton/saate çıkarılınca, besleme akışında bulunan 76 ton/saat CO₂'nin yaklaşık 72,14 ton/saati (%95) başarıyla yakalanmıştır. Ayrıca, başlangıçta hem emici hem de sıyırıcıda 30 olarak ayarlanan tepsi sayısının, performansta önemli bir değişiklik olmaksızın 21'e düşürülebileceği ve böylece işlemin maliyet etkinliğinin artırılabileceği gözlemlenmiştir.
Elde edilen sonuçlar, endüstriyel tesislerde MDEA çözeltileri kullanılarak CO₂ yakalama yönteminin yüksek verimlilik sağladığını göstermektedir. Ancak, CO₂'nin sadece yakalanması değil, kimyasal/yakıt üretiminde de kullanılması gerektiği vurgulanmaktadır. Bu tür teknolojilerin yaygın olarak benimsenmesi, Türkiye'nin gelecekteki iklim hedeflerine ulaşmasına önemli ölçüde katkıda bulunacaktır.

Anahtar Kelimeler

Aspen plus , Karbon yakalama , Endüstriyel kirlilik , MDEA.

Etik Beyan

Hazırlanan makalede herhangi bir kişi/kurumla çıkar çatışması bulunmamaktadır. Ayrıca, bu çalışma için etik kurul onayı gerekmemektedir.

Kaynakça

• IPCC, Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, V. Masson-Delmotte et al., Eds. Cambridge, U.K.: Cambridge Univ. Press, 2021.
• S. Fawzy, A. I. Osman, J. Doran and D. W. Rooney, “Strategies for mitigation of climate change: A review,” Environ. Chem. Lett., vol. 18, pp. 2069–2094, 2020.
• R. S. Haszeldine, “Carbon capture and storage: How green can black be?” Science, vol. 325, no. 5948, pp. 1647–1652, 2009.
• D. Hospital-Benito, J. Lemus, C. Moya, R. Santiago, V. R. Ferro and J. Palomar, “Techno-economic feasibility of ionic liquids-based CO₂ chemical capture processes,” Chem. Eng. J., vol. 407, 2021.
• Y. Wu, J. Xu, K. Mumford, G. W. Stevens, W. Fei and Y. Wang, “Recent advances in carbon dioxide capture and utilization with amines and ionic liquids,” Green Chem. Eng., vol. 1, no. 1, pp. 2–19, 2020.
• G. T. Rochelle, “Amine scrubbing for CO₂ capture,” Science, vol. 325, no. 5948, pp. 1652–1654, 2009.
• M. I. Taipabu, B. Y. Chou, W. Wu and B. Sardi, “Techno-economic assessment of blended-amine CO₂ capture integrated coal-fired power plants,” Appl. Therm. Eng., vol. 278, 2025.
• M. B. Danbatta, N. A. Al-Azri, M. A. Qyyum and N. Al-Rawahi, “Carbon capture solvents for the applicability of rotating packed bed for industrial applications: Recent advancements, challenges and future recommendations,” Carbon Capture Sci. Technol., vol. 15, 2025.
• J. D. Figueroa, T. Fout, S. Plasynski, H. McIlvried and R. D. Srivastava, “Advances in CO₂ capture technology—The U.S. Department of Energy’s carbon sequestration program,” Int. J. Greenh. Gas Control, vol. 2, no. 1, pp. 9–20, 2008.
• “Türkiye’nin karbon yakalama, kullanma ve depolama potansiyeli,” 2024.
• P. Smith et al., “Biophysical and economic limits to negative CO₂ emissions,” Nat. Clim. Change, vol. 6, pp. 42–50, 2016.
• International Energy Agency, “Direct air capture: A key technology for net zero,” 2021.
• Aspen Technology, Aspen Physical Property System: Physical Property Methods and Models, Version 11.1, vol. 1. Bedford, MA, USA: AspenTech Inc., 2019.
• I. M. Al-Malah Kamal, Aspen Plus: Chemical Engineering Applications. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2017.
• Aspen Technology, Getting Started Modeling Processes with Solids: Aspen Plus, 2013.