钙基CO_2吸收剂改性研究进展

介绍了钙基CO2吸收剂的循环吸收特性,分析了钙基CO2吸收剂吸收能力下降的原因,并从水合作用、预热处理、掺杂添加剂及采用不同的钙前驱体等方面总结了近年来钙基CO2吸收剂改性研究现状,同时对所存在的问题及其改进方法进行了探讨。     

钙基吸收剂吸收CO_2的动力学分析

利用热天平在非等温条件下研究了在N2/CO2气氛下,升温速率、样品粒径及CO2浓度等因素对钙基吸收剂与CO2反应特性的影响,并利用活化能和频率因子进行表征。结果表明:在5种不同前体制备的吸收剂中,草酸钙和乙酸钙制备的钙基吸收剂的活化能最低,更容易与CO2发生反应;在其他条件相同的情况下,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能,随循环次数增加而逐渐变大,并且在第5次循环到第10次循环之间,活化能增加幅度较大;随着分析纯CaCO3颗粒粒径的增大,其活化能也随之增大;随着升温速率的增大和反应气氛中CO2质量分数的增大,分析纯CaCO3制备的钙基吸收剂的活化能逐渐减小,而频率因子逐渐增大;掺杂有MgO的碳酸钙制备的钙基吸收剂的活化能小于分析纯CaCO3,且MgO掺杂比例为0.05的钙基吸收剂的活化能小于MgO掺杂比例为0.1的钙基吸收剂。     

钙基CO_2吸收剂循环活性衰减原因初探

对钙基CO2吸收剂的循环活性衰减进行了实验研究,考察了随着循环次数的增加,吸收剂的表面形态、吸收剂分子孔径及比表面积等微观结构的变化,分析了钙基CO2吸收剂循环活性衰减的原因。结果表明,随着循环次数的增加,吸收剂晶粒中的片状结构已经完全消失,取而代之的是正方体状的大晶粒,晶粒生长严重,大量空隙被封闭。而由此引起的吸收剂的比表面积的不断减小和孔容积的降低以及孔分布的改变,导致了吸收剂循环活性的衰减,吸收剂的循环转化率降低。     

基于钙基吸收剂吸收CO2的研究进展

综述了钙基吸收剂煅烧/碳酸化循环吸收CO2的国内外研究状况.从反应条件对碳酸化反应的影响、改善钙基吸收剂吸收CO2的性能、钙基吸收剂循环热稳定性的方法以及碳酸化反应动力学特性这4个方面进行分析,认为碳酸化反应主要分为化学反应控制和产物层扩散2个阶段,指出CO2分压和吸收剂的颗粒粒径决定着碳酸化反应温度和CO2的脱除效率...     

钙基吸收剂循环吸收CO2技术的研究进展

阐述了对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术的研究现状,包括各个可能因素对CaO碳酸化反应的影响,如吸收剂成分、颗粒特性、反应温度、反应时间、CO₂浓度等,并总结了各种CaO吸收CO₂反应动力学模型。同时对钙基吸收剂循环吸收CO₂技术未来的研究方向作了简述。     

钙基吸收剂脱除HCl的研究进展

对钙基吸收剂脱除HCl技术的国内外研究进展进行了综述,介绍了不同类型钙基吸收剂的脱氯特性和提高钙基吸收剂脱除HCl性能的各种方法,讨论了Ca/Cl摩尔比、反应温度、粒径、反应气氛等因素对吸收剂脱氯性能的影响规律。提出重点应加强钙基吸收剂脱氯反应机理研究,解决脱氯效率较低等关键问题。并论述了生物质气化重整制氢与钙基吸收剂捕集CO2耦合技术中HCl脱除的必要性,提出HCl对钙基吸收剂循环捕集CO2性能可能存在影响。指出需研究HCl和CO2与钙基吸收剂的竞争反应规律和相互作用机理并提出协同调控方法,这对于生物质气化重整制氢技术协同捕集CO2和HCl意义重大。     

钙基CO2吸收剂的循环特性

对钙基CO₂吸收剂的循环特性进行了实验研究,考察了煅烧温度和碳酸化（吸收）温度对吸收剂最大转化率的影响,比较了常压煅烧-碳酸化（CC）过程和煅烧-水合-碳酸化（CHC）过程中吸收剂的最大吸收能力,并就添加剂对吸收剂循环性能的影响进行了实验研究.结果表明,随着循环次数的增加,吸收剂的吸收能力明显下降,未经处理的吸收剂,循环10次后,其吸收能力基本都下降到20％左右;温和的煅烧温度和较高的吸收温度下,吸收剂的最大转化率比较高;CC过程中吸收剂的最大转化率明显低于CHC过程;添加了氯化钠和碳酸钠的吸收剂的吸收能力急剧下降,但循环性能稳定;多次循环后对吸收剂进行再活化,可使其活性恢复到初始的95％.     

废弃蛋壳源高性能钙基吸收剂的制备及其碳捕集性能

基于食品工业废弃蛋壳,本文利用不同有机酸反应制取乙酸钙、柠檬酸钙及葡萄糖酸钙共三种蛋壳源有机钙。在高温固定床反应器及热重分析仪上研究了不同前体所制成钙基吸收剂的碳循环捕集性能及碳酸化特性。进一步通过XRD分析了不同钙基吸收剂的物相组成,通过N₂吸附仪及SEM分析了循环前后钙基吸收剂结构特性及微观形貌的变化。结果表明,在三种蛋壳源有机钙中,葡萄糖酸钙所制成的钙基吸收剂具有较高的反应活性和相对最佳的碳捕集性能,首次碳酸化转化率高达85.33%,其钙基吸收剂相比其他吸收剂晶粒更小,20~100nm孔径范围内的孔隙较为发达,具有相对较强的抗烧结能力。经过20次循环实验发现,随着循环次数的增加,几种钙基吸收剂小颗粒均团聚烧结成大颗粒,造成孔隙结构缺失,孔隙率降低,影响其后续碳捕集性能。     

CO_2吸收剂富液解吸工艺的研究进展

在阐述化学吸收工艺CO_2吸收剂富液解吸原理的基础上,总结介绍了包括热解吸、膜法解吸、降压解吸和其他解吸在内的各解吸工艺的研究现状;并以解吸能耗为指标,对比了各自的优缺点;最后对CO_2富液解吸的未来研究方向进行了展望。     

CO_2吸收剂富液解吸工艺的研究进展

在阐述化学吸收工艺CO_2吸收剂富液解吸原理的基础上,总结介绍了包括热解吸、膜法解吸、降压解吸和其他解吸在内的各解吸工艺的研究现状;并以解吸能耗为指标,对比了各自的优缺点;最后对CO_2富液解吸的未来研究方向进行了展望。     

超临界CO_2辅助制备聚合物基纳米复合材料研究进展

综述了近年来超临界CO2用于辅助制备聚合物基纳米复合材料的研究进展。超临界CO2在一定的条件下以超临界状态与聚合物混合均匀后,若降低压力,CO2快速膨胀会对熔体产生强烈的拉伸作用,从而促进纳米粒子在聚合物基体中均匀分散。根据所用设备及原理,可分为挤出法、原位聚合法和釜压分散法等3种方法。     

H2O对钙基吸收剂循环捕集CO2性能影响的研究进展

总结了钙循环技术中在煅烧过程、碳酸化过程、煅烧-碳酸化过程以及水合化处理过程中H_2O对钙基吸收剂捕集CO_2性能影响的研究,详细介绍了在钙循环各过程中H_2O对吸收剂性能的影响以及作用机理,分别提出了目前面临的技术问题,为实际应用以及进一步的研究指出方向。     

EtOH-H2O对钙基吸收剂分离CO2的影响

采用不同体积浓度的乙醇溶液分别对石灰石和石灰石的煅烧产物CaO进行调质处理,研究它们的碳酸化反应,并与水合调质CaO的碳酸化进行比较。通过SEM和N2吸附法考察吸收剂多次煅烧的微观结构特性,进一步揭示了乙醇溶液促进CaO碳酸化的机理。结果表明：随着循环反应次数的增加,乙醇溶液调质后CaO的碳酸化转化率明显高于石灰石和水合调质的CaO,对于石灰石,乙醇溶液则没有明显的调质效果。CaO经乙醇溶液调质后在650～700℃内有利于碳酸化的进行。乙醇浓度越高,则经调质后CaO的转化率越高,抗烧结性能越好。经乙醇溶液调质的CaO煅烧后比表面积和比孔容均比单纯水合大,远高于煅烧后的石灰石;比孔容分布和孔比表面积分布明显优于煅烧后的水合CaO和石灰石。乙醇溶液调质对CaO的孔有明显的增扩效应。     

CO_2活化制备椰壳基活性炭

以600℃下炭化2h后的椰壳炭化料为原料,通过CO2活化制备椰壳基活性炭,研究了活化温度、活化时间、CO2流量对活性炭得率及其吸附性能的影响。同时测定了该活性炭的N2吸附等温线,通过非定域化密度函数理论表征活性炭孔径分布。在适宜的工艺条件,所制备活性炭的得率为24%,碘吸附值为1428mg/g,其比表面积、总孔容积、微孔容积分别可达:1653m2/g,1.045cm3/g,0.8582cm3/g,且以2nm以下的微孔为主,产品性能达到了双层电容器专用活性炭(LY/T1617—2004)标准。     

钙基吸收剂碳酸化实验研究

对CaO吸收CO2反应的特性进行了实验研究,采用未反应收缩核模型分析碳酸化反应动力学特性.结果表明,化学反应速率常数在650℃～750℃范围内基本为一常数,产物层扩散系数随着温度的增加而增大.化学反应控制段的活化能Ea=29.70 kJ/moL,产物控制段的活化能Ea=92.80 kJ/moL.温度一定时,随着CO2体积分数增加,碳酸化反应速率加快,转化率增大.     

TiO_2基催化剂还原CO_2研究进展

能源危机和环境污染是当今世界发展面临的两大挑战,如何有效缓解煤、石油等不可再生化石资源过度消耗所引发的能源危机,以及由此造成CO_2过量排放引起的温室效应问题,是当前人类发展亟待解决的重大科学问题之一。基于此,本文综述了近年来以TiO_2为光催化剂,以绿色、清洁的太阳光能催化还原CO_2成低价态含碳燃料(如CH_4、CH_3OH、HCHO、HCOOH、C_2H_5OH等)研究进展。在TiO_2光还原CO_2机理基础上,对元素掺杂、半导体复合与染料敏化、高活性晶面调控、低维纳米结构设计、助催化剂、Z型结构设计和单原子催化等方法来提高光还原CO_2反应效率和选择性进行分析,并指出目前研究存在的关键问题和未来CO_2光还原的发展方向。     

CO_2制备甲醇催化剂研究进展

通过将CO2有效转化为甲醇,真正实现"跨越油气时代"进入"甲醇时代"。通常CO2加氢合成甲醇所用催化剂主要是铜基催化剂,添加其他金属元素或助剂以提高铜基催化剂催化性能。介绍CO2制备甲醇催化剂早期的研究,综述近年来有关CO2制备甲醇催化剂研究进展,新研发的镍-镓结构催化剂可在低压(常压)下将CO2转化为甲醇,比传统的铜-锌-铝催化剂更有效,更多产甲醇。介绍CO2与水反应合成甲醇反应所用催化剂以及光催化还原CO2生成甲醇的新思路和新途径。     

复合钙基CO2吸收剂的反应性能及显微结构

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂La3+、Mg2+的复合钙基CO2吸收剂,并在固定床反应器上进行了多循环的煅烧/碳化实验,对其CO2吸收活性及循环反应稳定性进行了研究.实验结果表明,掺杂La3、Mg2+的复合钙基吸收剂可以显著提高吸收剂在多循环煅烧/碳化过程中的反应活性和循环稳定性.在XRD分析的基础上,计算和比较了不同钙基...     

SO_2对钙基吸收剂吸收NO的作用机理

针对低温条件下SO2对Ca(OH)2吸收NO的影响进行了实验研究,分析了烟气中O2和H2O对SO2促进Ca(OH)2吸收NO的影响。实验结果表明,当烟气不含SO2时,Ca(OH)2对NO基本无吸收作用;烟气中SO2的存在对NO吸收具有促进作用。H2O和O2对SO2促进NO吸收有显著影响;当烟气不含O2时,即使大量的SO2被吸收,NO吸收效率仍较低;只有SO2与O2和H2O共存才能促进NO吸收。脱硫产物CaSO3对NO无氧化作用;NO、H2O和SO2未在吸收剂表面产生可分解释放NO2的大分子中间配合物。分析认为在脱硫过程中产生了可以促进NO与O2反应的非稳定中间活性组分。     

钙基吸收剂吸收CO2过程的格子Boltzmann模拟

近年来,利用CaO吸收烟气中的CO2越来越受到国内外研究者的关注。考虑到单松弛格子Boltzmann模型(LBGK模型)在模拟多孔介质内流动时存在的不足,采用了多松弛(MRT)格子Boltzmann方法来研究多孔CaO吸收CO2的过程,并分析了不同参数,如Damkohler数(Da)、摩尔体积比和CaO颗粒的粒径对CaO转化率的影响。研究结果表明：当Da越大或者摩尔体积比越大时,CaO的转化率会越来越低;另外,如果CaO颗粒的粒径越大,其转化率也将会越低。这些结论定性上与实验结果是吻合的。