碳酸锂常压鼓泡碳化宏观反应动力学研究

基于Li2CO3与CO2在水溶液中的反应,在浆态鼓泡床反应器内对粗Li2CO3常压鼓泡碳化反应的动力学进行了实验研究,且对影响碳化过程的诸因素进行了深入的研究和探讨.结果表明,Li2CO3的转化率随表观气速的增大而增大,随反应温度、固体质量浓度、颗粒粒径、反应器中浆料填充度的增大而减小.动力学研究表明:在反应的前期过程受控于化学反应,随反应的进行该过程逐渐转变为内扩散控制.通过对实验数据的拟合得出了实验范围内过程的宏观动力学方程.该研究为Li2CO3碳化工艺条件的优化和反应器的放大设计等提供了基础效据.     

碳酸锂碳化反应动力学研究

研究了碳酸锂碳化反应动力学,利用气-液-固三相机械搅拌反应器,通过监测反应过程中CO2气体的压力变化与消耗情况,计算出反应速率,简化了分析步骤.实验发现,在实验范围内,得到的碳化反应速率随时间的变化曲线均经历一个非单调的从大变小,再增大,后又减小直至为0或趋于稳定的变化过程.通过反应机理分析,借助气-液传质的双膜理论模型,导出了碳酸锂碳化反应动力学方程,并根据动力学方程解释了实验现象.     

煤焦CO2气化反应动力学研究

在热天平实验装置上进行了霍林河、义马、兖州、平朔、神华、大同6种煤焦的CO2气化反应性实验，实验温度为900～1050℃。通过对实验数据处理，取得了6种煤焦的反应动力学参数等，利用不同的参数对煤焦CO2气化的反应活性进行了比较。     

CO高温变换反应动力学研究

本文通过对纯铁氧化物及工业催化剂 B107进行程序升温还原(TPR)、程序升温氧化(TPO)以及高温变换反应动力学实验,认为铁基氧化物催化剂上进行变换反应是以 Redox 机理进行。Redox 过程中的控制步骤可能随温度和浓度变化而发生转移,并提出了适合控制步骤转移的动力学方程,对动力学实验数据回归得出了模拟参数。     

碳酸锂气液固三相反应结晶过程研究

碳酸锂的气液固三相反应结晶过程包含碳酸锂碳化反应和碳酸氢锂溶液的热析分解两个过程。首先对于碳化过程,考察了碳酸锂碳化转化率和反应速率的影响因素;建立并求解构建碳化微观机理模型,进而确定了碳酸锂碳化过程为气体传质控制。对于热析分解过程,研究了碳酸锂晶体产品的粒度分布、晶体形貌和聚结程度等与反应物浓度、温度、搅拌、晶种以及外场等因素的关系,尤其是在超声结晶条件下能够获得形貌完整且不聚结的碳酸锂棒状晶体。最后,揭示了碳酸锂的结垢机理,并基于实验验证提出了光滑表面、介稳区控制和晶种添加等方案可有效抑制结垢。     

碳化法生产白炭黑工艺研究及反应动力学分析

介绍CO2与硅酸钠水溶液反应制备水合二氧化硅（白炭黑）工艺,探讨了其反应机理,分析了其传质过程。根据双膜理论,推导出硅酸钠传质速度NB的表达式,并通过实验进行了验证。分析影响碳化反应的多项因素,确定了工艺流程及工艺条件,产品多项性能达到A类标准。     

硅橡胶/陶瓷复合膜反应器中CO2合成甲醇(Ⅰ)反应动力学

在反应温度为200～250 ℃,反应压力为0.6～1.6 MPa,原料气组成为H2 60%～75%、CO2 15%～30%、CH4 5%～10%的条件下,在固定床微分反应器中研究了C301催化剂上CO2与H2合成甲醇的反应本征动力学模型,提出了反应的控制步骤、模型鉴别及模型参数估值,当表面反应为速率控制步骤时所建立的动力学模型是可行的,模型计算值与实测值相当吻合.     

三相加压氧化制备锰酸钾的反应动力学

以锰粉为原料,采用三相加压氧化制备锰酸钾。利用未反应收缩核模型研究了锰粉粒度、温度和氧分压等因素对二氧化锰转化率的影响,得出了各因素的动力学方程。该反应的表观反应活化能为110.18kJ/mol,反应速率受表面化学反应控制。     

机械力强化作用下轻烧氧化镁碳化过程的传质与反应动力学研究

The carbonization of magnesium oxide particles by CO2 was investigated using a stirring mill reactor. The effects of the system temperature, stirring rotation speed, influx rate of CO2 and initial diameter of the magnesium oxide particles on the carbonization process were determined, The results show that the system temperature and the stirring rotation speed are the most significant influencing factors on the carbonization rate. The determi-nation of critical decomposition temperature (CDT) gives the maximum carbonization rate with other conditions fixed. A theoretical model involving mass transfer and reaction kinetics was presented for the carbonization process. The apparent activation energy was calculated to be 32.8kJ·mol-1. The carbonization process is co-controlled by diffusive mass transfer and chemical reaction. The model fits well with the experimental results.     

微结构反应器中CuZnAlZr催化剂CO变换反应动力学研究

在基于泡沫金属材料的微结构反应器中进行CO变换反应，考察CuZnAlZr催化剂的CO变换反应动力学。对实验数据进行最小二乘非线性回归，所得反应速率方程与实验数据吻合。利用所得到的动力学方程，针对典型醇类重整气组成，分析了为燃料电池提供氢源的CO变换反应器的体积功率密度，结果表明，CuZnAlZr微结构反应器是为小型燃料电池提供氢源的有效方案。     

油田水制备电池级碳酸锂研究

油田采油过程中会产生大量含有丰富无机盐资源的油田水,油田水中除含有大量钠、钾、镁等离子外,还富集有多种微量元素如锂、铷等离子。将油田水中富含的锂资源回收利用,不仅避免了油田水直接排放造成的环境污染,还对资源的最大化利用和可持续发展具有重要意义。以某油田水为原料,采用蒸发浓缩、有机相去除、冷冻-芒硝兑卤复合工艺除钙,得到初级油田水;然后分别采用化学法和吸附法进一步对初级油田水进行除钙、镁,得到原料油田水;最后将原料油田水与碳酸钠溶液反应,制备电池级碳酸锂。实验结果表明：化学法和吸附法都能很好地去除油田水中的钙、镁离子;采用化学法和吸附法制备的原料油田水与纯碱溶液反应制备的碳酸锂产品,其纯度都在99.7%以上,其中杂质离子的含量满足电池级碳酸锂的要求。该方法成功实现了油田水中锂资源的回收利用。     

高温下L12ZrO3吸附CO2的研究进展

Li2ZrO3能够在高温下吸附CO2,并且其吸附效率高、速度快、稳定性好且能够重复利用。作者对近年来有关Li2ZrO3材料吸附CO2的研究进行了分析,比较了Li2ZrO3的各种合成方法的优缺点,介绍了Li2ZrO3吸附CO2的反应机理,分析了影响Li2ZrO3吸附CO2的吸附量及速率的各种因素,并对高温下吸附CO2的Li2ZrO3材料的前景进行了展望。     

负载型K2CO3/Al2O3吸收剂吸收CO2反应机理

利用热重分析仪、扫描电镜和氮吸附仪对不同粒径的K₂CO₃颗粒和负载型K₂CO₃/Al₂O₃二氧化碳吸收剂的碳酸化特性进行研究。负载后的吸收剂比表面积和孔隙结构得到较大改善,使得碳酸化反应速率和转化率均提高,吸收剂碳酸化特性得到改善。纯K₂CO₃颗粒吸收剂的反应速率和转化率随着粒径的增加而减小,负载型吸收剂的反应速率和转化率随着粒径的增加略增大。研究了不同粒径和反应时间对K₂CO₃/Al₂O₃颗粒微观结构的影响,结果表明K₂CO₃/Al₂O₃颗粒具有较稳定的微观结构。采用负载型粒子模型对K₂CO₃/Al₂O₃吸收剂吸收CO₂碳酸化过程进行研究,所建立的粒子模型计算结果与试验值吻合较好。利用建立的模型对不同CO₂浓度下K₂CO₃/Al₂O₃吸收剂碳酸化反应特性进行模拟计算,模拟结果具备一定的合理性和准确性,为开展进一步研究提供了基础。     

新型Li_4SiO_4高温吸收CO_2的动力学研究

高温固体CO2吸收剂硅酸锂材料以其较高的吸收容量、优良的循环吸收稳定性成为研究热点。文中以廉价的、具有丰富孔结构的硅藻土和碳酸锂为原料,采用高温固相法于600℃下合成了可在高温直接吸收CO2的硅酸锂材料。XRD结果分析表明所制备的材料由Li4SiO4和少量的LiAlSi2O6相组成,用同步热重分析仪(TG-DSC)研究了在等温条件下硅酸锂材料吸收CO2的性能。用双指数模型拟合了硅酸锂材料吸收CO2的过程。结果表明:吸收CO2的温度不同,硅酸锂材料吸收CO2反应的控制步也不相同。表面反应速率常数与扩散速率常数的相对大小在很大程度上影响了硅酸锂材料吸收CO2的性能。     

Synthesis of high purity Li_2CO_3 and MgCO_3·3H_2O in a homogeneous-like organic phase

Herein, three kinds of Li_2CO_3 and two kinds of MgCO_3·3H_2O crystals are easily synthesized in a homogeneouslike organic phase. The morphology and size of synthesized crystals are controllable and adjustable in the single organic phase, with the morphology of Li_2CO_3 ranging from micro-flaky, flower to nanobranch, MgCO_3·3H_2O ranging from nanosphere to nanorod. Compared with coupled reaction and solvent extraction process, of which the crystallization process occurred in the interface of two phase, our proposed method made it possible that the crystallization process occurred in the single organic phase, which resulted in better crystal morphology.Moreover, the formation mechanism of different crystal morphologies is discussed, the results showed that the crystals in micron size and nano size are involved in two crystallization mechanism, the micron particles in the form of flake and flower-like is a typical radial growth, which means that the growth occurs by diffusion around a nucleus as starting point, while the reaction model for small particles should be similar to a water-in-oil structure. As the reaction carried out, the crystal should be restricted in a constrained organic structure.     

负载型K2CO3/Al2O3二氧化碳吸收剂的碳酸化反应特性

引言 全球变暖已经成为一个备受关注的环境问题.据预测,如不采取积极的温室气体减排措施,从现在起到2100年,全球近地面平均气温将继续升高1.4～5.8℃[1].CO2是主要的温室气体,而我国燃煤电厂是CO2排放量最大、最集中的化石燃料燃烧场所.因此研究和开发适用于燃煤电厂的CO2减排技术至关重要.     

高温下Li2ZrO3材料吸收CO2性能研究

通过高温固相反应法,合成出在高温450～650℃之间可直接可逆吸收CO2的Li2ZrO3材料,借助X-射线衍射仪(XRD)和热重分析仪(TG)分别进行了材料结构和吸收CO2性能的研究.试验结果表明,Li2ZrO3材料的合成温度及材料的结构影响材料吸收CO2的性能,在750℃下煅烧6h的材料为四方相,其吸收性能最佳.此外,气氛中CO2的浓度对材料吸收CO2的性能也有较大影响.     

Kinetic study of gas-surface molecular exchange between CO/CO on metals

Isotopic switching technique has been used to study the exchange of gaseous CO* with chemisorbed CO molecules on metal surface. The kinetic curves observed on Re(0001) exhibit a nonlinear dependence of desorption rate on the surface coverage of CO. However, the desorption rate for CO on Rh(111) in the same temperature range is strictly linear with the coverage of CO. A concerted adsorption-desorption mechanism is postulated which emphasizes that the desorption of CO in enhanced by the pressure of gas phase CO* on the one hand, and may be retarded by the screening effect of the CO* molecule chemisorbed on the surface on the other hand. It is pointed out that the adsorption of CO* (or CO) and the desorption of CO (or CO*) on a surface at high coverage, i.e. the molecular exchange processes, are primarily taking place simultaneously and concertedly.     

An experimental and theoretical study on the effects of amine chain length on CO2 absorption performance

To explore the effect of amine chain length on CO₂ absorption performance, the reaction kinetics of CO₂ absorption in aqueous 1-dimethylamino-2-propanol (DMA2P), 1-diethylamino-2-propanol (DEA2P), 2-(methylamino)ethanol (MAE), and 2-(ethylamino)ethanol (EAE) solutions with different concentrations were explored using the stopped-flow apparatus. Additionally, Density Functional Theory (DFT) calculations were conducted to examine the reaction mechanism and the free energy barrier of the elementary reactions underlying CO₂ absorption in these four aqueous amine solutions. Kinetic models for CO₂ absorption in tertiary amines and secondary amines were established, based on the base-catalyzed hydration mechanism and the zwitterion mechanism, respectively, both of which perform well in predicting the relationship between k₀ and the amine concentration. The free energy barrier obtained by DFT is consistent with the activation energy barrier trend obtained by experiment. In addition, the effect of chain length on the free energy barrier was investigated through the chemical bond and weak interaction analysis.