热化学循环制氢耦合CO 2 矿化系统研究
发布时间：2023-02-20 18:35
人类活动排放的以CO2为主的温室气体是影响全球气候变化的主要因素,寻求CO2减排的途径成为全球的研究热点。CO2矿化技术克服传统CO2捕集与封存(CCS)技术的缺点,具有安全可靠、大量长期实现CO2大气隔绝的特点。但传统的CO2矿化技术仍存在高能耗和低经济性的问题,难以实现工业化。浙江大学提出了新型热化学循环制氢耦合CO2矿化技术。该技术以天然镁硅酸盐矿石为原料,将传统CO2矿化与热化学硫碘循环分解水制氢有机整合起来,在分解水制氢的同时,实现CO2矿化固定,提供了一条CO2矿化技术工业化新思路。本文对热化学循环制氢耦合CO2矿化系统进行了实验研究和模拟计算。利用固定床实验系统对系统中MgI2水解反应及Mg(OH)2–CO2碳酸化反应等关键步骤进行了初步实验研究。实验验证了热化学循环制...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 CO2排放与全球气候变化
1.2 CO2减排控制技术
1.2.1 CO2捕集和封存技术(CCS)
1.2.1.1 捕集阶段
1.2.1.2 运输阶段
1.2.1.3 封存阶段
1.2.1.4 常规CCS存在的问题
1.3 CO2矿化技术研究概况
1.3.1 CO2直接矿化
1.3.2 CO2间接矿化
1.3.2.1 基于天然矿石的CO2间接矿化
1.3.2.2 基于工业废料的CO2间接矿化
1.3.2.3 规模化CO2矿化技术的原料选择
1.4 新型热化学循环制氢耦合CO2矿化系统
1.4.1 热化学硫碘循环分解水制氢
1.4.2 热化学循环制氢耦合CO2矿化系统
1.5 本文研究内容
2 实验系统及方法
2.1 主要实验仪器及试剂
2.2 关键反应实验系统和流程
2.3 分析和计算方法
2.3.1 HI/I2电位滴定
2.3.2 MgCO3/Mg(OH)2混合物测定
2.3.3 固体样品表征
2.3.4 计算方法
3 关键反应实验研究
3.1 引言
3.2 MgI2水解反应特性研究
3.2.1 MgI2溶液蒸发结晶
3.2.2 MgI2水解率计算方法
3.2.3 实验结果分析与讨论
3.2.3.1 温度及水蒸气量对MgI2水解率的影响
3.2.3.2 MgI2水解反应初步机理探究
3.3 Mg(OH)2-CO2碳酸化反应初步探究
3.3.1 Mg(OH)2碳酸化率计算方法
3.3.2 实验结果分析与讨论
3.4 本章小结
4 热化学循环制氢耦合CO2矿化系统参数设计及流程模拟
4.1 引言
4.2 系统各部分参数设计与假设
4.2.1 Bunsen 反应部分
4.2.2 硫酸分解部分
4.2.3 MgI2-HI部分
4.2.4 碳酸化反应部分
4.3 模拟中的模型参数选择及流程假设
4.3.1 单元操作模型和物性方法的选择
4.3.2 系统流程假设
4.4 系统物料平衡和能量平衡计算
4.4.1 系统物料平衡
4.4.2 系统换热体系
4.4.3 系统热效率计算
4.5 主要设计参数对系统热效率的影响
4.5.1 Bunsen反应产物组成对热效率的影响
4.5.2 MgI2水解率对热效率的影响
4.5.3 Mg(OH)2碳酸化率对热效率的影响
4.6 CO2矿化能耗折算与评估
4.7 原料杂质与副产物
4.8 本章小结
5 全文总结及工作展望
5.1 本文主要内容
5.2 本文创新之处
5.3 未来工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3747104
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 CO2排放与全球气候变化
1.2 CO2减排控制技术
1.2.1 CO2捕集和封存技术(CCS)
1.2.1.1 捕集阶段
1.2.1.2 运输阶段
1.2.1.3 封存阶段
1.2.1.4 常规CCS存在的问题
1.3 CO2矿化技术研究概况
1.3.1 CO2直接矿化
1.3.2 CO2间接矿化
1.3.2.1 基于天然矿石的CO2间接矿化
1.3.2.2 基于工业废料的CO2间接矿化
1.3.2.3 规模化CO2矿化技术的原料选择
1.4 新型热化学循环制氢耦合CO2矿化系统
1.4.1 热化学硫碘循环分解水制氢
1.4.2 热化学循环制氢耦合CO2矿化系统
1.5 本文研究内容
2 实验系统及方法
2.1 主要实验仪器及试剂
2.2 关键反应实验系统和流程
2.3 分析和计算方法
2.3.1 HI/I2电位滴定
2.3.2 MgCO3/Mg(OH)2混合物测定
2.3.3 固体样品表征
2.3.4 计算方法
3 关键反应实验研究
3.1 引言
3.2 MgI2水解反应特性研究
3.2.1 MgI2溶液蒸发结晶
3.2.2 MgI2水解率计算方法
3.2.3 实验结果分析与讨论
3.2.3.1 温度及水蒸气量对MgI2水解率的影响
3.2.3.2 MgI2水解反应初步机理探究
3.3 Mg(OH)2-CO2碳酸化反应初步探究
3.3.1 Mg(OH)2碳酸化率计算方法
3.3.2 实验结果分析与讨论
3.4 本章小结
4 热化学循环制氢耦合CO2矿化系统参数设计及流程模拟
4.1 引言
4.2 系统各部分参数设计与假设
4.2.1 Bunsen 反应部分
4.2.2 硫酸分解部分
4.2.3 MgI2-HI部分
4.2.4 碳酸化反应部分
4.3 模拟中的模型参数选择及流程假设
4.3.1 单元操作模型和物性方法的选择
4.3.2 系统流程假设
4.4 系统物料平衡和能量平衡计算
4.4.1 系统物料平衡
4.4.2 系统换热体系
4.4.3 系统热效率计算
4.5 主要设计参数对系统热效率的影响
4.5.1 Bunsen反应产物组成对热效率的影响
4.5.2 MgI2水解率对热效率的影响
4.5.3 Mg(OH)2碳酸化率对热效率的影响
4.6 CO2矿化能耗折算与评估
4.7 原料杂质与副产物
4.8 本章小结
5 全文总结及工作展望
5.1 本文主要内容
5.2 本文创新之处
5.3 未来工作展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
本文编号：3747104
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3747104.html
