氧化钙基CO 2 吸附剂的放大制备及成型研究

发布时间：2024-05-21 23:33

　　化石燃料的大规模使用造成了CO₂的排放量逐年递增,其作为温室气体的主要成分加速了全球变暖及气候变化。CaO基固体吸附剂作为CO₂捕集材料可有效实现高温烟气中CO₂的分离脱除。本文开展了钙基吸附剂放大制备与成型研究,重点考察了放大过程中相关工艺条件对钙基吸附剂的CO₂吸附性能、结构特性和机械强度等性质的影响。本文通过使用溶胶凝胶法,对Zr掺杂CaO基CO₂吸附剂进行了原粉放大制备研究。Zr组分的引入有效地改善了吸附剂的CO₂吸附性能以及循环稳定性。在300 g/批次样品的合成过程中,探究了Ca的前驱体浓度、柠檬酸用量、凝胶温度与凝胶时间的影响。同时,还探究了碳酸化/煅烧过程中CO₂体积分数及煅烧温度对样品吸附性能的影响。最终,成功实现4 kg/批次吸附剂原粉的制备。规模化生产的吸附剂由于具有高度分散的Ca/Zr组分、较小的CaO晶粒尺寸、疏松多孔的结构,使其在15%的CO₂体积分数和900℃的脱附温度下,可达到5....

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 CO₂固体吸附剂
        1.2.1 低温固体吸附剂
        1.2.2 中温固体吸附剂
        1.2.3 高温固体吸附剂
    1.3 CaO基吸附剂
        1.3.1 CaO基吸附剂概述
        1.3.2 CaO基吸附剂原粉放大制备
        1.3.3 CaO基吸附剂成型造粒研究
    1.4 论文工作的提出
第2章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 吸附剂原粉及小球的制备
        2.2.1 Zr掺杂CaO基吸附剂的放大制备
        2.2.2 Al掺杂CaO基吸附剂的放大制备
        2.2.3 CaO基吸附剂小球的制备
    2.3 吸附剂表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)
        2.3.2 电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)
        2.3.3 N₂物理吸附(BET)
        2.3.4 场发射扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.5 颗粒强度试验机
    2.4 CO₂吸附剂的吸附性能评价
        2.4.1 热重分析仪(TG)评价流程
        2.4.2 固定床反应器评价流程
        2.4.3 流化床反应器评价流程
第3章 Zr掺杂CaO基吸附剂的放大制备与成型研究
    3.1 引言
    3.2 Zr掺杂CaO基吸附剂原粉的放大制备过程优化
        3.2.1 钙前驱体浓度的影响
        3.2.2 柠檬酸用量的影响
        3.2.3 凝胶温度的影响
        3.2.4 凝胶时间的影响
        3.2.5 吸附剂原粉逐级放大制备的影响
        3.2.6 吸附过程CO₂体积分数的影响
        3.2.7 脱附温度的影响
    3.3 Zr掺杂CaO基吸附剂成型研究
    3.4 小结
第4章 Al掺杂CaO基吸附剂的放大制备与成型研究
    4.1 引言
    4.2 Al掺杂CaO基吸附剂的放大制备过程优化
        4.2.1 Ca/Al摩尔比的影响
        4.2.2 共沉淀温度的影响
        4.2.3 共沉淀时间的影响
        4.2.4 钙的前驱体浓度的影响
        4.2.5 吸附剂逐级放大制备的影响
    4.3 Al掺杂CaO基吸附剂的成型研究
        4.3.1 拟薄水铝石(PB)用量的影响
        4.3.2 硝酸(NA)用量的影响
    4.4 小结
第5章 结论、创新点与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢



本文编号：3980077