CO_2碳酸化石灰岩酸解产物回收乙酸及副产沉淀碳酸钙

乙酸酸解石灰石造腔是一种建造地下储库同时环保地开采石灰岩制备沉淀碳酸钙的新方法。通过耦合乙酸酸解石灰石及酸解产物乙酸钙CO2碳酸化的工艺过程,研究了乙酸酸解石灰岩的表面反应动力学和乙酸钙CO2碳酸化的工艺技术条件。采用正交实验分析法,研究了CO2碳酸化反应中乙酸钙浓度、反应温度、CO2压力、反应时间对乙酸钙碳酸化反应制沉淀碳酸钙的影响,并通过正交实验确定了最优化操作条件。实验结果表明,乙酸酸解反应速率主要受乙酸浓度控制。CO2碳酸化反应在当乙酸钙溶液浓度为0.631 mol·L-1,CO2压力为5.0 MPa,温度为80℃,反应时间为50 min时CO2碳酸化效率达到最高(23.13%),生成的沉淀碳酸钙产品各项指标均符合中国国标优级要求。     

弱酸性介质中钙离子与CO2反应制备碳酸钙

研究了弱酸性介质中钙离子与CO2反应生成沉淀碳酸钙的工艺过程,探讨了乙酸钙浓度、反应温度、CO2压力、反应时间及陈化时间等因素对制备碳酸钙的影响。结果表明,在乙酸钙质量分数17%,CO2分压2.5 MPa,反应温度95℃时,反应30 min,陈化5 h的条件下,碳酸钙的收率为20.6%,制备出分散性良好的平均粒径为1.4μm的沉淀碳酸钙。     

生物酒精副产CO2的资源利用

广西将要大力发展生物酒精产业,同时将会副产大量的二氧化碳,二氧化碳是一种温室气体,同时也是一种碳氧资源.笔者从化学利用的角度,论述了二氧化碳在无机化工、有机化工、高分子材料方面的资源利用和发展前景.     

低温甲醇洗工艺副产CO2综合利用研究

通过对低温甲醇洗装置工艺副产CO_2气体的合理利用进行研究,对CO_2替换N_2作为压缩机干气密封的气源后合成气气体成分的变化进行了数据分析,并对过程中出现的问题进行逐步解决,工业化成功运行。同时对富余CO_2气体进行了提纯利用研究,将CO_2气体提纯后液化,减少了温室气体的直接排放,节能减排效果显著。     

基于pH测量的CO2吸收到钠基溶液动态实验及模型

采用基于pH测量的CO₂吸收速率研究方法。将pH与溶液中的成分相关联,采用分段拟合获得CO₂吸收速率,获得溶液成分对吸收速率的影响规律。对于低浓度的NaOH来说,吸收速率一直保持不变直到CO₂物理吸收到NaHCO₃溶液中。对于高浓度的NaOH,NaOH完全转化成Na₂CO₃时,吸收速率降低。但在两个吸收阶段中,吸收速率不变,CO₂物理吸收到NaHCO₃中时,吸收速率随CO₂饱和度的增加而降低。对CO₂吸收到NaOH中,CO₂和钠离子浓度都促进吸收,钠离子浓度影响更大;对于CO₂吸收到Na₂CO₃中,当Na₂CO₃浓度大于0.05mol/L,吸收速率不随浓度增加;对于CO₂吸收到NaHCO₃中,低浓度的钠可以促进CO₂吸收,而高浓度的钠抑制CO₂吸收,这主要由于析盐的作用。为避免CO₂大量吸收,优先选择0.5mol/L以上浓度的NaHCO₃。     

钾基CO2吸收剂的碳酸化反应特性

对钾基CO2吸收剂的碳酸化反应机理进行研究.利用热重分析、XRD、扫描电镜和氮吸附仪进行试验.结果表明:分析纯碳酸钾的组分为K2CO3·1.5H2O,碳酸化反应速率缓慢;先将分析纯碳酸钾样品脱除结晶水后再进行碳酸化反应时,K2CO3与气氛中的水蒸气迅速生成K2CO3·1.5H2O,不利于碳酸化反应的进行;由KHCO3分解产生的K2CO3却表现出优越的碳酸化反应性能,20 min内转化率高达85%以上,经过多次循环试验后吸收剂仍保持很高的活性.从微观角度分析了两种改性钾基CO2吸收剂碳酸化反应机理差异的原因,通过拟合计算得到了这3种钾基吸收剂的碳酸化反应速率常数,为干法K2CO3/KHCO3循环脱除CO2的研究提供了一定的基础数据.     

钾基CO2吸收剂的碳酸化反应特性

对钾基CO₂吸收剂的碳酸化反应机理进行研究。利用热重分析、XRD、扫描电镜和氮吸附仪进行试验。结果表明：分析纯碳酸钾的组分为K₂CO₃·1.5H₂O,碳酸化反应速率缓慢;先将分析纯碳酸钾样品脱除结晶水后再进行碳酸化反应时,K₂CO₃与气氛中的水蒸气迅速生成K₂CO₃·1.5H₂O,不利于碳酸化反应的进行;由KHCO₃分解产生的K₂CO₃却表现出优越的碳酸化反应性能,20 min内转化率高达85%以上,经过多次循环试验后吸收剂仍保持很高的活性。从微观角度分析了两种改性钾基CO₂吸收剂碳酸化反应机理差异的原因,通过拟合计算得到了这3种钾基吸收剂的碳酸化反应速率常数,为干法K₂CO₃/KHCO₃循环脱除CO₂的研究提供了一定的基础数据。     

Co-Fe2O3纳米载氧体作用下CO化学链燃烧富集CO2

制备了不同量级Co掺杂Fe₂O₃载氧体Co-Fe₂O₃,利用BET和TEM对载氧体结构进行表征。通过在不同温度下Co-Fe₂O₃与气体燃料CO的还原反应,考察Co-Fe₂O₃对CO化学链燃烧特性。结果表明,同一温度条件下,掺杂量越高,还原反应转化率越高;掺杂量不变的情况下,温度升高促使还原程度加深,缩短了载氧体完全还原转化的时间。根据TGA曲线进行了化学动力学分析,发现Co_0.2Fe还原反应过程在344.7～391.0℃和414.7～472.5℃温度范围反应动力学对应扩散控制的Jander方程模型,607.6～681.5℃温度范围对应二维扩散反应模型,并分别计算出相应模型的表观活化能和频率因子。结果可为化学链燃烧技术应用提供理论指导。     

水合物法模拟海底封存CO2气体的实验

向海底地层和枯竭油气藏中注入CO₂气体形成稳定的CO₂水合物是一种极具前景的CO₂封存技术。为了进一步探究这一技术,本文利用水合物法进行了多组3MPa、5℃天然湿砂的CO₂封存实验模拟。初始水饱和度设置为10%、40%、70%,分别进行了纯水封存实验和3.5%（质量分数）NaCl溶液的封存实验,还利用自主研发的反应釜系统探索了3种不同进气方向（顶部进气、横置进气、底部进气）下的CO₂封存效果。结果发现横置进气的封存量普遍大于顶部进气的封存量,底部进气的封存量最小,而且横置进气的封存速度最快;初始水饱和度越高,水合物饱和度就越高,但水合物转化率越低,CO₂固态封存比例也越低;与纯水实验相比,盐的存在降低了CO₂的封存量,固态封存比例也会低于纯水实验,但封存速度更快。本文为实际工程操作时合理控制封存地层水饱和度、盐度以及合适的进气方向提供了依据。     

结构化铜基催化剂电化学还原CO2为多碳产物研究进展

近年来,随着有关铜基催化剂价态、晶面、微观形态等结构化因素对其催化性能影响的研究不断深入,铜基催化剂电化学还原CO₂高选择性制备高附加值多碳（C₂₊）产物取得长足进展。本文系统综述了近五年来结构化铜基催化剂电化学还原CO₂生成C₂₊产物的研究报道,并分析总结了铜基催化剂表面混合价态、高活性晶面和丰富晶界的存在,以及富含限域空间的形态学结构（纳米线阵列、纳米树突和纳米多孔结构等）的构建与其电化学还原CO₂生成C₂₊产物的活性和选择性之间的构效关系。进一步提出了CO₂电化学还原领域发展的新趋势,即充分发挥各个结构化因素的协同作用,原位制备具有混合价态和丰富晶界的纳米多孔结构铜基催化剂,并在流通池中高效还原CO₂持续生成C₂₊产物。     

钢渣醋酸法生产轻质碳酸钙产品研究进展

矿物碳酸化固定是永久储存温室气体CO2的一种全新方法,钢渣富含钙、镁成分而成为同定CO2的潜在原料,醋酸溶液提取出钢渣中的钙经碳酸化可生成轻质CaCO3(PCC).分析了钢渣醋酸法生产轻质cac03目前研究进展情况以及机理、典型工艺流程.并结合目前存在的问题,提出了今后的发展趋势.     

纳米CaCO3孔径调控及其对碳酸化反应性能的影响

研究了纳米CaCO₃颗粒间孔径调控对CaO与CO₂碳酸化反应性能的影响。通过有机模板法制备得到一系列比表面积相近、孔径分布不同的纳米CaCO₃,并考察其再生和碳酸化反应性能差异。结果表明：增大平均孔径能促进纳米CaCO₃的热分解反应,并降低分解温度约15℃。将平均孔径由15 nm增大至113 nm可显著提高碳酸化反应速率和转化率。研究认为平均孔径和比表面积对碳酸化反应转化率的影响存在交互作用;比表面积小的纳米CaCO₃,表现出碳酸化反应转化率受扩散控制影响较大,而比表面积较大的表现为碳酸化反应转化率以表面反应影响控制为主的规律。     

高纯度二氧化碳生产超细碳酸钙的碳化机理

以连续鼓泡碳化法为研究对象，以高纯度CO2为碳化气，用双膜理论探讨了生产超细碳酸钙的碳化反应机理，为实际生产中碳化反应速率与产品粒径大小实行分级控制、防止包裹返碱现象的发生、优化工艺参数提供了理论依据。该结论虽来源于连续鼓泡碳化法，但对其它生产方法也具有一定的参考价值。     

Effect of the CaO sintering on the calcination rate of CaCO3 under atmospheres containing CO2

For the calcination of CaCO₃ under CO₂‐containing atmospheres, a mathematical model taking into account the CO₂‐catalyzed sintering of the CaO product layer is developed. In this model, a modified shrinking core model is coupled with a population balance‐based sintering model. By comparing model predictions with experimental data, it is found that CO₂ strongly affects the overall calcination rate both at high temperature and CO₂ partial pressure, since under these conditions CaO densification considerably reduces the effective diffusivity of CO₂ within product layer. It is observed that for large particles, the CO₂‐catalyzed sintering of CaO can produce the “die off” phenomenon, which takes place when the reaction stops due to the blockage of pores within product layer. Finally, it was determined that limestone impurities do not significantly affect the calcination reaction under atmospheres containing CO₂, because CO₂ causes a much greater increase of the CaO sintering rate than limestone impurities do. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 3638–3648, 2018     

负载型KI催化甘油与CO2合成甘油碳酸酯

添加不同组分对氧化铝载体进行调变改性,再以改性氧化铝为载体,负载KI制备了一系列负载型催化剂KI/Al₂O₃-MgO、KI/Al₂O₃-ZnO、KI/Al₂O₃-TiO₂和KI/Al₂O₃-ZrO₂,并通过CO₂、环氧丙烷和甘油合成甘油碳酸酯反应评价其催化活性,发现KI/Al₂O₃-MgO具有最高的活性。由不同载体的CO₂-TPD分析可以发现,载体表面少量碱性位的存在有利于反应进行。实验研究了不同负载量KI/Al₂O₃-MgO的活性及稳定性,发现KI负载量为1.5mmol/g较为适宜。同时,实验又通过N₂吸附/脱附(BET)、X射线衍射(XRD)等手段对不同负载量的KI/Al₂O₃-MgO进行了表征,进一步说明了负载量过多会导致KI晶粒团聚,并阻塞载体孔道。优化了反应条件,在最佳条件下(环氧丙烷0.3mol,甘油0.1mol,反应温度130℃,反应时间2h,反应压力6.0MPa),甘油的转化率为65.5%,甘油碳酸酯的产率为60.8%。     

Blautia coccoidesGA-1的传代培养及其同化H2/CO2产乙酸特征

为了解同型产乙酸菌异养代谢与自养代谢的相互作用与机制,并为快速获得具有较强自养代谢能力的菌体细胞提供培养方法,以H₂/CO₂和(或)葡萄糖为碳源,考察了Blautia coccoidesGA-1在连续传代培养中的代谢特征。结果表明,以H₂/CO₂作为唯一碳源进行连续传代培养时,菌株GA-1长势较弱,其子代的自养代谢能力也逐渐下降;在葡萄糖培养基中,菌株GA-1增殖旺盛,但高浓度的葡萄糖对其自养代谢能力有显著抑制作用,这种抑制作用可能是自养代谢和异养代谢对辅酶A和ATP的竞争、酸性环境造成的代谢抑制以及辅酶I的氧化还原平衡调节等综合作用的结果。以体积比为4:1的H₂/CO₂混合气为气相条件,用200mg·L^-1葡萄糖培养基对菌株GA-1进行传代培养,不仅可获得稳定的子代培养物,而且可以将其利用H₂/CO₂产乙酸的能力维持在2.16g乙酸·(g干细胞)^-1的水平。     

高温下钙基吸附剂吸附CO2的研究

CaO基吸附剂是一种理想的CO2高温吸附剂。利用热重分析仪研究了由不同前体制备的CaO高温下对CO2的吸附性能。利用吸附仪测定了各吸附剂的比表面积等参数。实验发现CaO的最佳吸附温度范围为700—750℃;由CaC2O4.H2O制得的CaC2O4-CaO具有良好的吸附性能,在实验条件下,其吸附量为理论吸附量的89.1%;在较宽的CO2体积分数范围内,CaC2O4-CaO始终保持很高的吸附性能;吸收速率的大小受吸附剂比表面积、孔体积、孔结构等参数的共同影响。高温下,CaO基吸附剂吸附CO2的微观机理有待进一步研究。     

CO2活化CaCO3作为脱硫剂的半干法烟气脱硫实验研究

CaCO3脱硫剂对SO2的化学反应活性直接影响其烟气脱硫效率和脱硫剂的利用率.提高CaCO3的脱硫反应活性,对降低烟气脱硫生产成本具有重要的意义.在高1.1 m、内径12.5 cm的流化床反应器内的半干法烟气脱硫过程中,利用CO2气体为活化介质对CaCO3脱硫剂浆液进行活化处理,并以活化后的CaCO3为脱硫剂,实验研究了CO2活化对CaCO3脱硫剂烟气脱硫效率的影响.结果表明,CO2气体对CaCO3的活化处理,增大了CaCO3在溶液中的溶解度,提高了CaCO3与SO2间反应的活性,促进了CaCO3脱硫剂烟气脱硫效率的显著提高.在实验条件下,当饱和接近度为15～18 K、钙硫比为1.2、脱硫剂粒径为64 μm时,经CO2气体活化后的CaCO3脱硫剂其脱硫效率达到92%,接近于相同条件下Ca(OH)2的脱硫效率.该研究结果为提高CaCO3脱硫剂的烟气脱硫反应活性,提供了一种新的工艺技术方法.     

乙炔法合成醋酸乙烯催化剂的研究进展

从催化剂载体、活性组分、反应机理三个方面回顾了国内外乙炔法合成醋酸乙烯催化剂的研究进展，并对今后的发展方向进行了展望。