钙循环过程水汽对纳米CaO/Al 2 O 3 吸附剂性能的影响
发布时间：2021-11-21 21:28
氢气是重要的工业气体,也是未来的清洁能源。反应吸附强化甲烷水蒸气重整制氢（Reactive Sorption Enhanced Reforming,简称 ReSER）是将 钙循环技术结合甲烷蒸汽重整制氢应用的新制氢技术。钙循环技术是一种烟气干法脱除CO2技术,其中吸附剂是钙循环技术核心部分。纳米CaO/A1203吸附剂因为吸附速率快,吸附容量大等优势是钙循环技术首选的高温CO2吸附剂。由于反应吸附强化甲烷水蒸气重整反应体系中含有大量水蒸气,吸附剂再生过程也可能夹带蒸汽,因此本文研究水汽的存在对纳米CaO/A1203吸附剂碳酸化和再生钙循环过程反应活性和稳定性的影响,对ReSER制氢以及烟道气脱碳都具有重要的理论和实际意义。首先,本文采用实验室自制的纳米CaO/Al2O3吸附剂和实验室规模固定床反应器,研究常压600℃C条件下,碳酸化反应阶段不同水汽含量对纳米CaO/Al2O3吸附剂反应速率和吸附容量稳定性的影响。结果表明:制氢反应条件20-60%水汽范围内的,相比于无水汽碳酸化,20次循环吸附容量从5.6 mol/kg提高到7.4 mol/kg,吸附容量稳定性提高25%左右。研究认为,...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１水汽分压对碳酸化转化率影响阳】??Ｆｉｇ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｐａｒｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｆ５３ｌ??
浙江大学硕士学位论文?文献综述??对碳酸化过程的影响，结果如图２．２和图２．３所示。作者发现碳酸化温度和水汽??浓度并不影响快速段的碳酸化速率，碳酸化温度仅仅影响的是最终能达到的最高??吸附转化率不同，并且温度越高，水汽对ＣａＯ碳酸化的影响越小。此外，１０％和??２０％的水汽浓度对吸附曲线基本无影响。说明水汽浓度可能对碳酸化过程影响较??小。??ｓｏ?１????—７。????Ｓ６０?＾?ｆ?Ｊｒ?－Ａ－４００°Ｃ；?ｎｏ?ｓｔｅａｍ?ＸＯＯ＾??Ｉ５０?Ｖ??？４０?７?－Ａ－４００?ｃＣ?２０％?ｓｔｅａｍ?．??ｃ?３〇?Ｉ?．．＾－？－６００°Ｃ２０％?ｓｔｅａｍ??ｑ?８００?ｃＣ?２０％?ｓｔｅａｍ??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??Ｔｉｍｅ?［ｍｉｎ］??图２．２不同温度下水汽对碳酸化转化率的影响??Ｆｉｇ?２．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ【５５】??９０????｜?５０?＾??５４０?Ｔ?－０－１０％Ｈ２０．５００°ｃｉ??§?３０?史?－０－２０％?Ｈ２０，５００?°Ｃ??°?２〇?１０％?Ｈ２０，６００?°Ｃ??Ｉｆ?２０％?Ｈ２０
在水汽对ＣａＯ碳酸化转化率影响方面，Ｙａｎｇ等［５７１通过高压热重分析仪研究??在５５０°Ｃ和６５０°Ｃ高压水汽条件下，水汽浓度对ＣａＯ碳酸化转化率的影响，结果??如图２．４所示。结果表明在５５０°Ｃ和６５０°Ｃ条件下，水汽分压越高，ＣａＯ碳酸化??转化率越高，作者认为可能是水汽催化了?ＣａＯ碳酸化反应。??４?８２３Ｋ?ＰＨ２Ｏ－０?ＭＰａ?〇８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ０?ｉＷＰａ??１＜（ｌ?〇?８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０．５ＭＰａ?■?９２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０?ＭＰａ??？?９２３Ｋ?ＰＨ２Ｏ－０?１?ＶＰａ?４－８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０?３?ＭＰａ??ａ９２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ＊０．５?ＶＰａ??Ｉ??？?????０?３?１０?ＩＳ?２０?２５?３０?３５??ｉ（ａｉｎ＞??图２．４水汽分压对碳酸化转化率影响【５７】??Ｆｉｇ?２．４?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｐａｒｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｌｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?＾??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸钙热分解进展[J]. 卢尚青,吴素芳. 化工学报. 2015(08)
[2]水蒸气对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化CO2捕集过程中孔结构的影响[J]. 王春波,周兴,张斌,白彦飞. 中国电机工程学报. 2015(02)
[3]反应吸附强化C2/C3烃水蒸气重整制氢反应热力学计算[J]. 吴嵘,吴素芳. 化工学报. 2014(06)
[4]烟气中水蒸气对钙基吸收剂碳酸化的影响特性[J]. 陈惠超,赵长遂,沈鹏. 化工学报. 2013(04)
[5]吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢反应特性[J]. 贺隽,吴素芳. 化学反应工程与工艺. 2007(05)
博士论文
[1]纳米氧化钙碳酸化反应性能对甲烷蒸汽重整制氢的强化作用[D]. 平浩梁.浙江大学 2017
硕士论文
[1]纳米CaO/铝酸钙基CO2吸附剂微球颗粒的磨损性能及机理研究[D]. 蒋明哲.浙江大学 2010
本文编号：3510280
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１水汽分压对碳酸化转化率影响阳】??Ｆｉｇ?２．１?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｐａｒｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ｆ５３ｌ??
浙江大学硕士学位论文?文献综述??对碳酸化过程的影响，结果如图２．２和图２．３所示。作者发现碳酸化温度和水汽??浓度并不影响快速段的碳酸化速率，碳酸化温度仅仅影响的是最终能达到的最高??吸附转化率不同，并且温度越高，水汽对ＣａＯ碳酸化的影响越小。此外，１０％和??２０％的水汽浓度对吸附曲线基本无影响。说明水汽浓度可能对碳酸化过程影响较??小。??ｓｏ?１????—７。????Ｓ６０?＾?ｆ?Ｊｒ?－Ａ－４００°Ｃ；?ｎｏ?ｓｔｅａｍ?ＸＯＯ＾??Ｉ５０?Ｖ??？４０?７?－Ａ－４００?ｃＣ?２０％?ｓｔｅａｍ?．??ｃ?３〇?Ｉ?．．＾－？－６００°Ｃ２０％?ｓｔｅａｍ??ｑ?８００?ｃＣ?２０％?ｓｔｅａｍ??０?１０?２０?３０?４０?５０?６０?７０??Ｔｉｍｅ?［ｍｉｎ］??图２．２不同温度下水汽对碳酸化转化率的影响??Ｆｉｇ?２．２?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ【５５】??９０????｜?５０?＾??５４０?Ｔ?－０－１０％Ｈ２０．５００°ｃｉ??§?３０?史?－０－２０％?Ｈ２０，５００?°Ｃ??°?２〇?１０％?Ｈ２０，６００?°Ｃ??Ｉｆ?２０％?Ｈ２０
在水汽对ＣａＯ碳酸化转化率影响方面，Ｙａｎｇ等［５７１通过高压热重分析仪研究??在５５０°Ｃ和６５０°Ｃ高压水汽条件下，水汽浓度对ＣａＯ碳酸化转化率的影响，结果??如图２．４所示。结果表明在５５０°Ｃ和６５０°Ｃ条件下，水汽分压越高，ＣａＯ碳酸化??转化率越高，作者认为可能是水汽催化了?ＣａＯ碳酸化反应。??４?８２３Ｋ?ＰＨ２Ｏ－０?ＭＰａ?〇８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ０?ｉＷＰａ??１＜（ｌ?〇?８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０．５ＭＰａ?■?９２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０?ＭＰａ??？?９２３Ｋ?ＰＨ２Ｏ－０?１?ＶＰａ?４－８２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ－０?３?ＭＰａ??ａ９２３Ｋ．?ＰＨ２Ｏ＊０．５?ＶＰａ??Ｉ??？?????０?３?１０?ＩＳ?２０?２５?３０?３５??ｉ（ａｉｎ＞??图２．４水汽分压对碳酸化转化率影响【５７】??Ｆｉｇ?２．４?Ｅｆｆｅｃｔ?ｏｆ?ｐａｒｔｉａｌ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｏｆ?ｓｔｅａｍ?ｏｎ?ｃａｒｂｏｎａｌｉｏｎ?ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ?＾??５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]碳酸钙热分解进展[J]. 卢尚青,吴素芳. 化工学报. 2015(08)
[2]水蒸气对钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化CO2捕集过程中孔结构的影响[J]. 王春波,周兴,张斌,白彦飞. 中国电机工程学报. 2015(02)
[3]反应吸附强化C2/C3烃水蒸气重整制氢反应热力学计算[J]. 吴嵘,吴素芳. 化工学报. 2014(06)
[4]烟气中水蒸气对钙基吸收剂碳酸化的影响特性[J]. 陈惠超,赵长遂,沈鹏. 化工学报. 2013(04)
[5]吸附强化的甲烷水蒸汽重整制氢反应特性[J]. 贺隽,吴素芳. 化学反应工程与工艺. 2007(05)
博士论文
[1]纳米氧化钙碳酸化反应性能对甲烷蒸汽重整制氢的强化作用[D]. 平浩梁.浙江大学 2017
硕士论文
[1]纳米CaO/铝酸钙基CO2吸附剂微球颗粒的磨损性能及机理研究[D]. 蒋明哲.浙江大学 2010
本文编号：3510280
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