高温钙基循环脱碳机理与反应特性研究

发布时间：2022-02-21 06:59

　　随着人们深入认识到大气中CO2浓度的迅猛增加是造成全球气候变暖的重要原因,减排以CO2为主的温室气体已经引起世界各国政府的高度重视。我国大部分的CO2排放都来源于煤的燃烧,所以发展高效清洁的燃煤CO2减排技术迫在眉睫。基于钙基吸收剂的碳酸化/煅烧循环分离CO2技术,也叫钙基循环技术,被认为是未来最具吸引力的燃煤电站尾气CO2捕集技术之一。但是,钙基循环技术也面临若干重要问题有待解决：普通钙基吸收剂在循环反应中的CO2吸收能力和碳酸化反应速率都会随着循环次数的增加而大幅衰减,并且烟气中存在的SO2和水蒸气会对钙基循环产生较大影响等等。本文对比研究了普通和改性钙基吸收剂的循环反应性能及它们微观结构在高温循环反应中的变化。发现普通微米级和纳米级钙基吸收剂在多次循环反应后的C02吸收性能趋于一致,提出采用溶胶凝胶法可以获取高性能的钙基吸收剂。采用溶胶凝胶法制备的改性钙基吸收剂具有颗粒细小、结构蓬松、C02吸收能力高、活性衰减系数低等特点,其多次循环后的CO2吸收能力是普通钙基吸收剂的3倍。采用微粒模型成功模拟了不同钙基吸收剂的化学反应控制阶段的反应动力学特征。考察了在S02和水蒸气存在的条件下... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 燃煤CO_2捕集的主要技术路线
    1.3 基于钙基循环的燃烧后CO_2捕集技术的原理、优势及发展现状
    1.4 基于钙基循环的燃烧后CO_2捕集技术的主要问题与解决方法
    1.5 本文研究思路与主要内容
2 普通与改性钙基吸收剂的循环反应特性研究
    2.1 引言
    2.2 钙基循环在理想条件下的实验方法
    2.3 普通微米和纳米级钙基吸收剂的循环反应特性
    2.4 钙基吸收剂的改性与其微观结构分析
    2.5 不同钙基吸收剂的循环CO_2吸收能力及衰减特性
    2.6 钙基吸收剂碳酸化反应动力学的微粒模型
    2.7 本章小结
3 钙基吸收剂的硫酸化影响其循环捕集CO_2的规律
    3.1 引言
    3.2 钙基循环在SO_2和水蒸气存在时的实验方法
    3.3 钙基吸收剂在TGA中的硫酸化反应动力学
    3.4 煅烧过程存在SO_2影响钙基循环的规律
    3.5 煅烧和碳酸化过程均存在SO_2影响钙基循环的规律
    3.6 不同钙基吸收剂的循环反应特性对比
    3.7 本章小结
4 原子骨架物影响复合钙基吸收剂循环捕集CO2的规律
    4.1 引言
    4.2 复合钙基吸收剂的制备方法
    4.3 不同制备方法对复合钙基吸收剂性能的影响
    4.4 不同原子骨架物对复合钙基吸收剂性能的影响
    4.5 不同复合钙基吸收剂的循环吸收CO_2能力的对比
    4.6 本章小结
5 SO_2和水蒸气存在时复合钙基吸收剂的循环反应特性研究
    5.1 引言
    5.2 原子骨架物的质量分数影响钙基循环的规律
    5.3 SO_2和水蒸气的存在对复合钙基吸收剂性能的影响
    5.4 CaO/MgO复合吸收剂高活性原因探索
    5.5 本章小结
6 大颗粒钙基吸收剂的制备与其循环反应特性研究
    6.1 引言
    6.2 大颗粒制备方法
    6.3 粉末颗粒化法制备的大颗粒的循环反应特性
    6.4 胶体颗粒化法的制备条件及其制备的大颗粒的反应特性
    6.5 不同方法制备的大颗粒的性能及微观结构的对比
    6.6 大颗粒的脆碎度分析
    6.7 本章小结
7 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 进一步研究展望
致谢
参考文献
附件1 攻读博士学位期间发表论文目录
附件2 攻读博士学位期间参与课题、会议和获得奖励


【参考文献】：
期刊论文
[1]固体燃料化学链燃烧技术的研究进展[J]. 王国贤,王树众,罗明.  化工进展. 2010(08)
[2]钾钠盐类对钙基CO2吸附剂循环碳酸化的影响[J]. 李英杰,赵长遂,段伦博,李庆钊,梁财.  中国电机工程学报. 2009(02)
[3]吸收增强式甲烷水蒸气重整制氢实验研究[J]. 李振山,蔡宁生,黄煜煜.  燃料化学学报. 2007(01)
[4]影响Li2ZrO3在高温下吸收CO2的因素[J]. 王银杰,其鲁.  物理化学学报. 2004(04)
[5]温室气体CO2低温分离过程的研究[J]. 武向红,郑丹星,李利,金红光.  工程热物理学报. 2003(05)



本文编号：3636736