抗烧结钙基吸收剂同时捕集CO 2 /SO 2 的循环反应特性及动力学研究

发布时间：2022-04-23 16:18

　　控制和减缓工业生产过程中CO₂的排放对于缓解全球变暖和温室效应具有重要意义。探索高效、抗烧结钙基吸收剂，并利用其吸碳/煅烧循环反应捕集CO₂是是控制CO₂排放的重要途径，而合成高性能吸收剂是其中的方法之一。目前对于合成钙基吸收剂的制备方法均较为复杂，应探索一种简单的方法制备高性能吸收剂；在对合成吸收剂循环吸收性能考察方面，需深入考察SO₂存在时，吸收剂同时捕集CO₂/SO₂的循环反应特性；在动力学方面，吸碳过程中快速反应与慢速反应的分界、合成吸收剂吸碳动力学、煅烧动力学以及反应过程中的本征动力学等问题都有待于进一步研究探讨。针对以上科学问题展开研究，可为钙基吸收剂循环吸收CO₂/SO₂的应用和深入探索奠定理论基础，具有重要的学术意义和应用前景。本文针对抗烧结钙基吸收剂捕集CO₂研究的不足，采用湿法混合的方法制备新型钙基吸收剂，考察了含钙前驱物、添加剂前驱物等因素对合成吸收剂的循环吸收CO

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 钙基吸收剂在 CO_2捕集中的应用研究
        1.2.1 燃烧前捕集
        1.2.2 燃烧后捕集
    1.3 钙基 CO_2吸收剂反应性能及动力学特性的研究进展
        1.3.1 吸碳/煅烧循环反应特性
        1.3.2 钙基 CO_2吸收剂的性能改进研究
        1.3.3 钙基 CO_2吸收剂吸碳/分解动力学研究
        1.3.4 硫对吸收剂 CO_2反应的影响
    1.4 钙基吸收剂捕集 CO_2研究中的不足之处
    1.5 本课题的主要研究内容
2 CaO 吸收剂的制备及其循环吸收 CO_2特性研究
    2.1 实验方法及系统
        2.1.1 钙基吸收剂前驱物的选取
        2.1.2 实验装置及系统
        2.1.3 吸收剂捕集 CO_2循环反应性能评价指标
    2.2 CaO 吸收 CO_2性能研究
        2.2.1 各 CaO 吸收剂 CO_2吸收率的比较
        2.2.2 各 CaO 吸收剂循环稳定性的比较
        2.2.3 G-CaO 多循环测试及反应条件的影响
    2.3 吸收剂反应特性的机理分析
        2.3.1 吸收剂反应性能差异的微观结构分析
        2.3.2 吸收剂循环反应特性的机理分析
    2.4 小结
3 抗烧结钙基吸收剂的制备及其循环吸收 CO_2特性研究
    3.1 抗烧结钙基吸收剂的制备
        3.1.1 含钙前驱物及添加剂前驱物的选取
        3.1.2 湿法混合制备方法
        3.1.3 吸收剂的化学组成及微观结构
    3.2 添加剂对钙基吸收剂 CO_2反应性能的影响
        3.2.1 添加剂种类对吸收剂性能的影响
        3.2.2 添加质量比对吸收剂性能的影响
    3.3 煅烧条件对钙基吸收剂性能的影响
        3.3.1 煅烧温度对吸收剂循环吸收特性的影响
        3.3.2 煅烧气氛对吸收剂循环吸收特性的影响
    3.4 钙基吸收剂抗烧结性能测试
    3.5 小结
4 抗烧结钙基吸收剂同时捕集 CO_2/SO_2循环反应特性研究
    4.1 同时捕集 CO_2/SO_2循环反应性能评价指标
    4.2 吸收剂同时捕集 CO_2/SO_2的循环反应特性
        4.2.1 循环转化率的变化特性
        4.2.2 吸收剂微观结构分析
        4.2.3 吸收剂煅烧分解速率变化特性
    4.3 反应条件对吸收剂性能的影响
        4.3.1 SO_2浓度对吸收剂循环吸收特性的影响
        4.3.2 煅烧温度对吸收剂循环吸收特性的影响
    4.4 小结
5 钙基吸收剂循环反应宏观动力学特性研究
    5.1 吸收剂吸碳反应动力学研究
        5.1.1 反应条件对吸碳过程的影响
        5.1.2 快速反应段动力学特性
        5.1.3 慢速反应段动力学特性
        5.1.4 吸碳动力学模型的验证
    5.2 吸收剂分解反应动力学研究
    5.3 吸收剂反应活性随循环次数的变化
    5.4 小结
6 钙基吸收剂吸碳反应本征动力学及机理分析
    6.1 钙基吸收剂吸碳反应本征动力学研究
        6.1.1 内扩散与外扩散的消除
        6.1.2 吸碳反应本征动力学模型
    6.2 变级数反应的机理分析
    6.3 研究结果的对比分析
    6.4 小结
7 结论及展望
    7.1 主要结论
    7.2 后续研究工作的展望
致谢
参考文献
附录
    A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录
    B. 作者在攻读学位期间参加的科研项目目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]温室效应及气体水合化控制方法[J]. 徐锋,朱丽华,吴强.  应用基础与工程科学学报. 2010(03)
[2]钴基载氧剂制取O2-CO2混合气体的流化床实验[J]. 文圆圆,李振山,张腾,蔡宁生.  工程热物理学报. 2010(03)
[3]烟气中水分对循环流化床受热面上CaO碳酸化特性的影响[J]. 王春波,卢广,宋春常.  动力工程. 2009(12)
[4]钙基CO2吸收剂循环反应特性的试验与模拟[J]. 房凡,李振山,蔡宁生.  中国电机工程学报. 2009(14)
[5]纳米钙基CO2吸附剂反应吸附与分解动力学[J]. 师琦,吴素芳,蒋明哲,李清辉.  化工学报. 2009(03)
[6]流化床内CaO循环碳酸盐化/煅烧实验研究[J]. 李振山,房凡,蔡宁生.  燃烧科学与技术. 2008(06)
[7]应对二氧化碳浓度上升问题的研究:CO2的捕获、储存与利用[J]. 吴昊.  中国安全科学学报. 2008(08)
[8]Utilization of chemical looping strategy in coal gasification processes[J]. Liangshih Fan,Shwetha Ramkumar.  Particuology. 2008(03)
[9]钙基CO2吸收剂的种类和粒径对循环煅烧/碳酸化的影响[J]. 房凡,李振山,蔡宁生.  工程热物理学报. 2008(04)
[10]作为新型CO2吸收剂的乙酸钙循环碳酸化特性[J]. 李英杰,赵长遂,李庆钊,段伦博.  中国电机工程学报. 2008(08)

硕士论文
[1]改性钙基CO2高温吸附剂的研究[D]. 马聪.西北大学 2010
[2]纳米钙基CO2吸收剂吸碳与再生性能及动力学研究[D]. 师琦.浙江大学 2008
[3]CaO基高温CO2吸附剂研究[D]. 李清辉.浙江大学 2007



本文编号：3647541