复合型CO 2 吸附剂的脱碳特性及其失效机理研究
发布时间：2023-05-10 18:36
CO2的大量排放导致了全球气候变暖、冰川融化、极端气候频发等一系列问题,进行全球性大规模CO2减排势在必行。在众多的燃烧后捕集技术中,基于低温固体吸附剂技术的CO2脱除以其对现有燃煤电厂兼容性好、吸附剂循环利用效率高、对设备无腐蚀等优点成为当前的研究热点之一。然而目前关于具有较高CO2吸附量和较好循环特性的固体吸附剂的研究和开发还不充分,SO2对固体吸附剂的失效规律和机理研究还不够深入。基于此,本文利用自行搭建的固定床反应器结合各类分析测试手段,分别研究钠基和胺基吸附剂的碳酸化特性及其在含SO2气氛下的失效规律和机理,并建立相应的理论体系。具体研究内容和主要成果如下:优化了钠基和胺基CO2固体吸附剂的制备工艺,研究了两类吸附剂的碳酸化反应特性和循环特性。结果表明,与过量浸渍法相比,利用等体积浸渍法制备的钠基吸附剂CO2吸附量较高。反应温度50℃时吸附剂CO2吸附量较高。反应气氛中CO
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 CO2排放及其对环境的影响
1.1.2 国际关注与应对CO2排放的政策措施
1.1.3 CO2捕集与封存技术简介
1.2 无机碱金属基固体CO2吸附剂
1.2.1 反应机理
1.2.2 负载型碱金属基吸附剂的研究现状
1.2.3 SO2对钠基吸附剂脱碳过程的不利影响
1.3 胺基固体吸附剂
1.3.1 反应机理
1.3.2 胺基吸附剂的研究现状
1.3.3 SO2对胺基吸附剂脱碳过程的不利影响
1.4 本文的研究目的、研究内容和技术路线
1.4.1 研究目的和内容
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 吸附剂的制备、试验及表征方法
2.1 吸附剂制备
2.1.1 负载型钠基CO2吸附剂
2.1.2 胺基CO2吸附剂
2.2 试验装置及方法
2.2.1 小型固定床试验系统
2.2.2 吸附剂理论脱碳量和实际脱碳量的计算方法
2.2.3 热重分析仪
2.3 吸附剂表征
2.3.1 氮气吸附脱附技术
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 X射线衍射技术
2.3.4 傅里叶变换红外发射光谱和X射线光电子能谱
2.3.5 X射线荧光光谱分析仪和有机元素分析
2.4 本章小结
第三章 CO2吸附剂研制及其在不含SO2气氛下的脱碳特性
3.1 负载型钠基吸附剂研制及其脱碳特性研究
3.1.1 吸附剂负载方式及反应时间的影响
3.1.2 反应温度对吸附剂脱碳量的影响
3.1.3 CO2浓度对吸附剂脱碳量的影响
3.1.4 吸附剂CO2吸附-脱附再生循环特性
3.2 胺基CO2吸附剂研制及其脱碳特性研究
3.2.1 吸附剂制备条件优化
3.2.2 反应温度对吸附剂脱碳量的影响
3.2.3 CO2浓度对吸附剂脱碳量的影响
3.2.4 吸附剂CO2吸附-脱附再生循环特性
3.3 吸附剂微观结构特性
3.3.1 钠基吸附剂微观结构特性
3.3.2 胺基吸附剂微观结构特性
3.4 本章小结
第四章 SO2对负载型钠基CO2吸附剂脱碳过程的影响
4.1 基于热力学分析的SO2、CO2与Na2CO3反应路径探讨
4.2 吸附剂失效路径实验验证及其机理分析
4.3 反应条件对吸附剂吸附-脱附再生循环特性的影响
4.3.1 CO2浓度对循环特性的影响
4.3.2 SO2浓度对循环特性的影响
4.3.3 反应温度对循环特性的影响
4.4 吸附剂失效前后微观结构特性
4.4.1 SEM表征
4.4.2 BET表征
4.5 本章小结
第五章 SO2对胺基CO2吸附剂脱碳过程的影响
5.1 SO2对吸附剂CO2吸附量及循环特性的影响
5.1.1 反应时间对吸附剂CO2吸附量的影响
5.1.2 水蒸气对吸附剂循环特性的影响
5.2 失效机理分析
5.2.1 FTIR分析
5.2.2 XPS分析
5.2.3 TG-FTIR分析
5.3 吸附剂与CO2、SO2反应的动力学分析
5.3.1 典型吸附工况及动力学模型
5.3.2 CO2吸附动力学
5.3.3 SO2吸附动力学
5.4 反应条件对吸附剂吸附-脱附再生循环特性的影响
5.4.1 CO2浓度对循环特性的影响
5.4.2 SO2浓度对循环特性的影响
5.4.3 反应温度对循环特性的影响
5.5 吸附剂失效前后微观结构特性
5.5.1 SEM表征
5.5.2 BET表征
5.6 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 进一步的研究建议
致谢
参考文献
作者简介，攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3813282
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 CO2排放及其对环境的影响
1.1.2 国际关注与应对CO2排放的政策措施
1.1.3 CO2捕集与封存技术简介
1.2 无机碱金属基固体CO2吸附剂
1.2.1 反应机理
1.2.2 负载型碱金属基吸附剂的研究现状
1.2.3 SO2对钠基吸附剂脱碳过程的不利影响
1.3 胺基固体吸附剂
1.3.1 反应机理
1.3.2 胺基吸附剂的研究现状
1.3.3 SO2对胺基吸附剂脱碳过程的不利影响
1.4 本文的研究目的、研究内容和技术路线
1.4.1 研究目的和内容
1.4.2 技术路线
1.5 本章小结
第二章 吸附剂的制备、试验及表征方法
2.1 吸附剂制备
2.1.1 负载型钠基CO2吸附剂
2.1.2 胺基CO2吸附剂
2.2 试验装置及方法
2.2.1 小型固定床试验系统
2.2.2 吸附剂理论脱碳量和实际脱碳量的计算方法
2.2.3 热重分析仪
2.3 吸附剂表征
2.3.1 氮气吸附脱附技术
2.3.2 扫描电子显微镜
2.3.3 X射线衍射技术
2.3.4 傅里叶变换红外发射光谱和X射线光电子能谱
2.3.5 X射线荧光光谱分析仪和有机元素分析
2.4 本章小结
第三章 CO2吸附剂研制及其在不含SO2气氛下的脱碳特性
3.1 负载型钠基吸附剂研制及其脱碳特性研究
3.1.1 吸附剂负载方式及反应时间的影响
3.1.2 反应温度对吸附剂脱碳量的影响
3.1.3 CO2浓度对吸附剂脱碳量的影响
3.1.4 吸附剂CO2吸附-脱附再生循环特性
3.2 胺基CO2吸附剂研制及其脱碳特性研究
3.2.1 吸附剂制备条件优化
3.2.2 反应温度对吸附剂脱碳量的影响
3.2.3 CO2浓度对吸附剂脱碳量的影响
3.2.4 吸附剂CO2吸附-脱附再生循环特性
3.3 吸附剂微观结构特性
3.3.1 钠基吸附剂微观结构特性
3.3.2 胺基吸附剂微观结构特性
3.4 本章小结
第四章 SO2对负载型钠基CO2吸附剂脱碳过程的影响
4.1 基于热力学分析的SO2、CO2与Na2CO3反应路径探讨
4.2 吸附剂失效路径实验验证及其机理分析
4.3 反应条件对吸附剂吸附-脱附再生循环特性的影响
4.3.1 CO2浓度对循环特性的影响
4.3.2 SO2浓度对循环特性的影响
4.3.3 反应温度对循环特性的影响
4.4 吸附剂失效前后微观结构特性
4.4.1 SEM表征
4.4.2 BET表征
4.5 本章小结
第五章 SO2对胺基CO2吸附剂脱碳过程的影响
5.1 SO2对吸附剂CO2吸附量及循环特性的影响
5.1.1 反应时间对吸附剂CO2吸附量的影响
5.1.2 水蒸气对吸附剂循环特性的影响
5.2 失效机理分析
5.2.1 FTIR分析
5.2.2 XPS分析
5.2.3 TG-FTIR分析
5.3 吸附剂与CO2、SO2反应的动力学分析
5.3.1 典型吸附工况及动力学模型
5.3.2 CO2吸附动力学
5.3.3 SO2吸附动力学
5.4 反应条件对吸附剂吸附-脱附再生循环特性的影响
5.4.1 CO2浓度对循环特性的影响
5.4.2 SO2浓度对循环特性的影响
5.4.3 反应温度对循环特性的影响
5.5 吸附剂失效前后微观结构特性
5.5.1 SEM表征
5.5.2 BET表征
5.6 本章小结
第六章 全文总结及展望
6.1 全文总结
6.2 进一步的研究建议
致谢
参考文献
作者简介，攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3813282
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3813282.html
