高溫CaO基吸附劑循環(huán)捕獲燃煤煙氣CO2實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、眾所周知,化石燃料火電廠(chǎng)是CO2的主要排放源,控制和回收火電廠(chǎng)排放的CO2對(duì)于解決全球變暖和溫室效應(yīng)問(wèn)題具有重大意義。CaO基吸附劑具有吸附容量高,吸附劑易回收,在高溫下實(shí)現(xiàn)CO2分離,富集的CO2純度高等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)不同的方法對(duì)CaO基吸附劑進(jìn)行改性?xún)?yōu)化,基于固定床反應(yīng)器及熱重分析儀進(jìn)行改性CaO基吸附劑性能測(cè)試實(shí)驗(yàn),通過(guò)XRD、SEM、BET等對(duì)吸附劑進(jìn)行表征,以揭示其改性機(jī)理。
　　本文首先選擇CaO,CaCO3,CaC2

2、O4,CaAc和Ca(NO3)2五種前置體,制備出相應(yīng)的CaO基吸附劑,通過(guò)固定床和熱重實(shí)驗(yàn)測(cè)試器吸附循環(huán)性能。數(shù)據(jù)表明CaAc-CaO吸附劑具有最優(yōu)的循環(huán)吸附性能,通過(guò)TGA、SEM、BET對(duì)不同前置體制備的吸附劑進(jìn)行表征,結(jié)果表明CaAc-CaO吸附劑擁有非常豐富和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)以及較高的比孔容積和比表面積。另一方面,數(shù)據(jù)表明碳酸化溫度、煅燒溫度、碳酸化反應(yīng)氣氛中CO2分壓、煅燒氣氛對(duì)CaAc-CaO吸附劑有不同程度的影響。

3、　　隨后,本文選擇乙酸鈣作為CaO基吸附劑前置體,通過(guò)不同的制備方法摻雜鎂鹽,按照不同的鈣鎂混合比例,合成新型改性鈣基吸附劑,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和不同表征方法,驗(yàn)證其循環(huán)及吸附性能。結(jié)果表明通過(guò)高溫固相法,按照鈣鎂比7.5:2.5制備的吸附劑經(jīng)過(guò)20次碳酸化/煅燒循環(huán)后,碳酸化循環(huán)轉(zhuǎn)化率為70.1％,CO2吸附容量為38.5％,大大高于前兩種方法制備的吸附劑所得到的結(jié)果。根據(jù)BET測(cè)試、XRD測(cè)試及SEM微觀(guān)形態(tài)觀(guān)察的結(jié)果,得出吸附劑改性的機(jī)理為

4、MgO作為骨架在循環(huán)碳化/煅燒反應(yīng)中使CaO有效地避免燒結(jié)。
　　最后,本文通過(guò)水合法和熱處理法進(jìn)一步改性吸附劑,探討抑制CaO基吸附劑衰減的辦法。水合改性固定床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明間斷性的對(duì)經(jīng)過(guò)多次循環(huán)反應(yīng)的吸附劑進(jìn)行水合處理,能使吸附性性能得到一定程度的再生。熱處理固定床實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熱處理工況(時(shí)間,溫度,氣氛)對(duì)鎂鹽改性吸附劑有較大的影響。SEM微觀(guān)結(jié)構(gòu)圖表明,吸附劑由于熱處理作用,產(chǎn)生“爆碎”形成更多的孔隙,造成表面顆粒疏松,孔隙