CaO基CO2吸收剂的制备及其成分对吸收率的影响

文章通过以氧化钙、石灰石、生料为原料制备多种CaO基高温CO2吸收剂,考察各种吸收剂的组成成分对碳酸化反应的影响。通过研究不同组成吸收剂的碳酸化反应发现,少量惰性物质的添加,可能使生成的产物层疏松和造成晶格缺陷,更有利于吸收剂碳酸化反应的进行     

CaO基的制备及温度对吸收率的影响

以石灰石和生料为原料,制备CaO吸收剂,用综合热重分析仪,研究温度对吸收剂吸收率的影响。结果显示,初始反应阶段,钙基吸收率在不同的温度下随反应时间都快速增加,温度升高时,钙基吸收率增加更快;产物层扩散控制阶段,温度750℃时,吸收率随反应时间延长基本没有变化,曲线趋于平缓,吸收反应速率很小,且不同温度下的样品吸收率变化趋势相同,都无太大增加。     

O_2/CO_2气氛下悬浮态SiO_2对CaCO_3分解影响的实验研究

在空气和O_2/CO_2气氛下,采用悬浮实验平台考察了水泥生料重要要成分SiO_2对生料主要成分CaCO_3分解特性的影响,并求解动力学参数。研究结果表明:在空气气氛下,SiO_2对CaCO_3的分解几乎没有影响。在O_2/CO_2气氛下SiO_2对CaCO_3的分解有较强的抑制作用,分解时间延长,活化能升高。出现抑制的原因可能是在O_2/CO_2气氛下,CaCO_3分解比在O_2/N2气氛中困难,CaCO_3与SiO_2反应生成C2S,堵塞孔隙影响进一步分解。而在空气气氛下CaCO_3分解较为容易,C2S对其影响不明显。     

超临界CO2辅助加工对PP/滑石粉复合材料性能的影响

在共混挤出聚丙烯(PP)/滑石粉复合材料过程中,通入二氧化碳以辅助加工并由此保护滑石粉的微观片状结构。研究了超临界二氧化碳(SC-CO2)通气量、加工温度、螺杆转速对滑石粉微观片状结构形貌和复合材料性能的影响。结果表明:CO2通气量越大、加工温度越高,加工过程中滑石粉的微观片状结构被破坏程度越小;螺杆转速越高,滑石粉的微观片状结构被破坏程度越大;微观片状结构破坏程度较小的滑石粉,其PP/滑石粉复合材料的拉伸模量和弯曲模量较高。     

CaO含量对纳米CaO/Al2O3吸附剂性能的影响

研究了纳米CaO含量对CO2吸附剂微观结构和吸附性能的影响。以纳米CaCO3和铝溶胶为前驱体配制混合浆料,采用挤条方法制备CaO含量为6%～100%的CO2吸附剂颗粒,微观结构性能测试结果表明:CaO含量从6%提高到46%,比表面积从151.3 m2.g.1下降到8.1 m2.g.1,孔容从0.41 cm3.g.1下降到0.07 cm3.g.1,孔径从6.05 nm提高到12.39 nm。提高到CaO含量46%以上,吸附剂比表面积和孔结构没有变化,接近纯纳米CaO。当CaO含量超过27%后,氧化铝呈非晶形。吸附性能测试结果表明:随着CaO含量从12%提高到83%,吸附容量从1.02 mol CO2.kg.1增加到7.05 mol CO2.kg.1,吸附速率提高。研究结果还表明:CaO含量对纳米CaO基CO2吸附剂的微观结构和吸附性能的影响呈非线性关系。与纯CaO相比,加入少量氧化铝能提高吸附剂对CO2的吸附容量稳定性和吸附速率。     

MgO、CaO助剂对CO2加氢制备甲醇CuO-ZnO-Al2O3催化剂性能的影响

采用共沉淀法制备了MgO、CaO改性CuO-ZnO-Al2O3催化剂,通过XRD、N2物理吸附-脱附、TG-DTG、H2-TPR、CO2-TPD等表征手段,探讨助剂MgO、CaO添加对催化剂前体物相组成及催化剂微观结构的影响,考察了CO2加氢制备甲醇反应中MgO、CaO改性CuO-ZnO-Al2O3催化剂的性能。结果表明,CaO改性催化剂前体中形成的锌孔雀石相(Cu,Zn)2CO3(OH)2、绿铜锌矿相(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6,促进了催化剂中Cu-Zn协同活性位数量增加,同时助剂CaO的添加降低了催化剂中CuO和ZnO的晶粒度,增大了催化剂比表面积,改善了铜组分的表面分散度,有利于催化剂活性提高;MgO改性催化剂前体生成了绿铜锌矿相(Zn,Cu)5(CO3)2(OH)6,但没有锌孔雀石相(Cu,Zn)2CO3(OH)2生成,焙烧后催化剂中Cu-Zn协同作用较弱,此外MgO改性后催化剂比表面积减小,催化反应活性降低。MgO、CaO作为碱性助剂,调变了催化剂表面的碱强度和碱中心浓度,CaO改性催化剂的表面碱强度大于MgO改性催化剂,与CaO、MgO的碱性强度顺序一致,即CaO>MgO。     

原位制备参数对PAsp/PEBA膜性能表征及CO2分离效果的影响

为了提高资源的循环再利用和降低火电厂废弃物中CO₂的二次回收利用效率,在聚醚嵌段酰胺(PEBA)中加入聚琥珀酰亚胺(PSI)作为前驱体,通过原位反应方法制备得到PAsp/PEBA网络交错水凝胶膜,达到改善复合膜水环境并提升力学强度,使复合膜可以更高效分离气体成分。结果表明,提高进料压力,试样获得更大CO₂渗透系数,表现出了对CO₂/N₂更明显的选择性。加入20%(质量分数)PSI时,CO₂渗透系数选择性减小,膜层中出现了PAsp与PEBA分离结果。较小膜厚提高了CO₂渗透选择性。提高温度后,达到了更大CO₂渗透系数,但CO₂/N₂选择性则发生了减小。PAsp/PEBA膜都表现出了比膜更大的CO₂渗透系数以及更优的CO₂/N₂选择性。     

操作条件对Zr掺杂钙基CO2吸附剂吸附性能的影响研究

寻找简便有效的方法对CO₂进行捕集和封存,是未来实现“双碳”目标、保障能源安全和实现可持续发展的重要手段。钙基吸附剂因具有高CO₂吸附容量、价格低、脱碳效率高、对设备污染少等优点,在高温吸附领域显示出广阔的应用前景,但在多次吸附、再生循环过程中容易烧结、循环稳定性差。针对稳定性良好的Zr掺杂改性钙基吸附剂,探究操作温度和操作气氛等操作条件对吸附性能的影响。利用热重分析仪(TGA)进行了5种操作条件下吸附性能评价,同时采用SEM、CO₂-TPD、XRD等进行表征。结果表明：吸附温度在650℃,脱附温度为700℃,吸附氛围为30%CO₂/70%N₂时改性吸附剂性能最好,且经过20次吸脱附循环后没有明显变化。在其他操作条件一定的情况下,随着脱附温度的升高,吸附性能降低,烧结现象更显著;随着CO₂浓度的增加,评价后样品的粒径逐渐增大。与CaO相比,Zr掺杂改性吸附剂的中强碱性位更强。     

CO2催化制备高附加值化学品研究进展

介绍了近年来国内外CO₂催化转化制备甲醇、甲酸、低碳醇、低碳烯烃、碳酸二甲酯、甲酰胺和可降解塑料等高附加值化学品的研究方法、思路、研究结果以及规模化应用的前景,展望了CO₂转化及新型多功能催化剂的研究方向。     

失活石灰石自活化增强循环捕集CO2特性

钙循环工艺是一种低成本高效率捕集CO₂技术,运行过程需不断补充新鲜吸收剂并排出失活吸收剂,实现失活钙基吸收剂原位资源化利用具有重要意义。为研究颗粒状石灰石失活后自活化特性,运用双固定床反应器制备了失活石灰石,分析了自活化后石灰石碳酸化转化率随循环次数的变化规律,采用XRD、SEM、N₂吸附等分析测试手段探究了自活化提高失活石灰石循环捕集CO₂性能机理。结果表明,失活石灰石置于环境中可吸收空气中水分生成Ca(OH)₂,吸水率φ达100%后,继续吸水生成氢氧化钙水合物,极限吸水率为130%。不同程度自活化后的石灰石循环捕集CO₂性能均有不同程度提高,随吸水率变化呈线性升高趋势。与分析纯CaCO₃相比,失活石灰石对吸水率变化更敏感,随吸水率升高其循环捕集CO₂性能提高更快。吸水率为130%时,自活化后石灰石循环捕集CO₂性能甚至优于新鲜石灰石。微观结构分析结果显示：新鲜石灰石因高温烧结而失活过程中,CaO晶粒尺寸由41...     

模拟悬浮态与静态下碳酸钙分解产物活性的研究

本实验分别在静态马弗炉中和高温悬浮炉中,煅烧石灰石,并测定煅烧产物的活性,然后将两种状态下的活性作了比较分析,结果表明在悬浮态炉中,在较低的温度,较短的时间内就能煅烧出新生态的氧化钙,并保持较好的活性.这对于在最佳的煅烧工况下,煅烧出高活性的新生态氧化钙,参与后续的固相反应是有重要作用的.     

不同性质有机分散相对CO2吸收过程的影响

分别以环己烷、甲苯、正庚烷和正丁醇4种不同性质的有机溶剂作分散相,采用恒温槽反应器测定了CO2在水中的吸收速率. 结果表明,吸收速率与界面性质有关,未加表面活性剂时,甲苯、环己烷、正庚烷乳液中的传质速率与其在气液界面上的铺展状况相对应,甲苯>正庚烷>环己烷,铺展所产生的油膜造成了附加阻力,使低体积分率时CO2吸收速率反比纯水中低,最小时甲苯、环己烷、正庚烷所对应的体积分率分别为0.02, 0.08和0.04. 表面活性剂的加入促使乳液更趋稳定,但由于表面活性剂在气液界面及油水界面的吸附,传质阻力显著增加,吸收速率较无表面活性剂时更低,对此现象进行了理论分析. 与甲苯、环己烷等不同,正丁醇/水为部分互溶体系,在实验浓度范围内,吸收速率呈现先上升后逐渐下降的趋势,乳液与纯水中吸收速率比J/J0最高点与正丁醇在水中的溶解度相对应.     

Absorption of CO2 in some hybrid solvents

Physico-chemical absorption data of CO₂ in three industrially important hybrid (physical + chemical) solvents were obtained in the temperature range of 0-25°C and at a constant partial pressure of the gas of 95.59 kPa. The systems studied were N-methyl 2-pyrrolidone, sulfolane and methanol with a minute quantity of 40% aqueous dimethyl amine (aq.DMA). The CO₂ uptake increased by two to three fold as compared to that of the pure physical solvents, and decreased with increases in temperature. Absorption also increased with the amount of aq.DMA added.     

MEA-TETA复配醇胺水溶液吸收二氧化碳的实验研究

研究测定了系列浓度的MEA-TETA复配醇胺水溶液在常温下对CO2的溶解度,以及水溶液和吸收液的表面张力。确定了适于工业应用的MEA-TETA复配体系的组成。实验结果表明,在以TETA为主体的醇胺水溶液中加入适量MEA,CO2吸收速率快,再生能耗降低。     

新型填料及分布器在脱碳吸收塔中的应用

介绍新型填料及新型分布器在脱碳吸收塔扩产改造中的应用情况。     

二氧化碳浓度对石灰石分解反应动力学的影响

基于石灰石热重-差示扫描量热（TG-DSC）分析结果,分别在不同浓度的二氧化碳（二氧化碳与空气的混合气）气氛下对石灰石进行热分解特性研究。TG和DSC分析结果表明,碳酸钙分解是吸热反应,反应温度范围为750~950 ℃;提高升温速率,反应进程加快,TG曲线向高温区移动,DSC曲线吸热峰和吸热面积明显增大;反应气氛中二氧化碳浓度提高,TG曲线稍微向高温区移动,反应起始温度相同,反应终止温度相差约20 ℃。在高浓度二氧化碳气氛下,石灰石分解遵循随机成核和随后生长模型。此研究结果可为进一步优化石灰石煅烧工艺以及煅烧炉的设计提供理论支持。     

混合醇胺溶液吸收烟气中CO2

研究了温度、CO2含量与吸收液浓度对醇胺溶液吸收CO2性能的影响,并比较了不同复配体系对二异丙醇胺(MDEA)的活化效果。结果表明,醇胺溶液对CO2的吸收速率随反应时间的增加而降低,随吸收温度的升高而增强,以40℃为宜;吸收反应速率均随气、液相反应物含量增大而增强;混合体系对MDEA的活化效果为二乙烯二胺最好,乙醇胺最差。     

钙基吸附剂中纳米CaO与CO_2反应动力学模型的改进

纳米Ca O基吸附剂的吸附容量经历最初碳化和再生反应循环过程衰减后趋于稳定,研究了经过多次循环预处理后稳定的钙基吸附剂中纳米Ca O与CO2反应动力学。钙基CO2吸附剂预处理条件为碳化反应温度为600℃,再生反应温度为800℃循环42次。采用热重分析仪,在吸附温度550~630℃,CO2分压0.01~0.02 MPa条件下,测定预处理后得到的吸附剂中纳米Ca O与CO2的反应速率。通过优化气-固离子反应吸附模型的参数,拟合实验数据得到改进的反应动力学方程,求得反应活化能为77.7 k J?mol?1,约为新鲜吸附剂第一次吸附反应活化能的2.5倍。方程平均相对误差仅为6.4%。得到的改进动力学方程更真实反映吸附剂在稳定循环使用条件下的纳米Ca O与CO2反应动力学特性。     

Absorption of CO2 by aqueous diethanolamine (DEA) solutions in a high shear jet absorber

CO₂ diluted with N₂ was absorbed by aqueous DEA solutions in a high shear jet absorber consisting of a high pressure stainless steel vessel with a pressure nozzle at the top. The results show that equilibrium conditions can be rapidly reached under high shear conditions. CO₂ removal expressed by moles of CO₂ absorbed per mole of DEA increased with gas flow rate and decreased with liquid flow rate. The overall mass transfer capacity coefficient K_g a was found to increase with gas flow rate and solution concentration. K_g a went through a maximum with solution flow rate. Increasing the CO₂ partial pressure was found to decrease K_g a.     

超临界CO2流体工艺用于制备多孔分离膜的研究进展

介绍了超临界CO2流体用于微孔分离膜制备机理;分析了压力、聚合物浓度及温度等条件对膜孔结构的影响;论述了CO2对聚合物增塑作用的大小和CO2在聚合物材料中向外扩散的速率是最终影响膜孔结构形态的两个基本因素;综述了超临界CO2流体用于分离膜的制备的独特优势.