掺杂高铝水泥钙基吸附剂碳酸化反应动力学特性研究

钙基碳捕集技术是一种非常有前景的燃烧后碳减排技术。通过水合法制备了掺杂5%高铝水泥的新型低成本合成钙基吸附剂，在热天平装置上开展合成吸附剂在不同工况下(碳酸化温度(600～750℃)，CO₂浓度(10%～40%CO₂))的碳捕集动力学测试研究，探索合成吸附剂多碳酸–煅烧循环后的吸附特性。吸附动力学实验结果表明合成钙基吸附剂的吸附效率随着碳酸化温度的逐渐升高呈现增大的趋势，而CO₂浓度对吸附剂的吸附性能影响不是很大，吸附剂快速反应阶段和扩散控制阶段的活化能分别为37.9kJ/mol和119.7kJ/mol。多循环实验结果表明合成吸附剂经过30次碳酸–煅烧实验后，吸附剂在750℃时吸附效率达到最大，稳定在23%，合成吸附剂第1次和30次碳酸–煅烧循环后的碳酸化动力学反应阶段活化能几乎相同。在实验的基础上，建立了颗粒吸附模型来并进一步成功解释了实验过程中钙基吸附剂烧结现象，结果表明吸附剂颗粒表面存在的烧结层导致CO₂扩散到颗粒内可反应的CaO表面的时间延长，引起合成吸附剂多次循环实验后反应曲线开始出现延迟...