掺杂Ce、Zr对CO2钙基吸附剂循环特性的影响

利用湿法混合-煅烧法将元素Ce、Zr掺杂到CO₂钙基吸附剂中,利用热重分析仪(TGA)研究了24种改性钙基吸附剂吸附CO₂的循环特性。研究发现:CeO₂散布在CaO晶粒之间可抑制晶粒融合,对吸附剂烧结有一定的阻碍作用;CeO₂可明显提高吸附剂在扩散控制阶段对CO₂的吸附速率,原因在于CeO₂中丰富的氧空位可促进CO₂以离子迁移的方式穿过表面产物层到达内部与CaO反应;吸附剂中CeO₂含量越高,稳定性越强;ZrO₂与CaO高温化合成具有高塔曼温度的CaZrO₃,均匀分散在CaO晶粒间,构成稳固的支撑骨架,有效抑制了吸附剂烧结。     

钙基材料的制备及其CO2静态吸附应用

烟道气脱碳一直是降低碳排放的重点,由于现行技术的不完备与工艺的复杂性,烟道气脱碳效果与经济性还不是很理想.利用固体废弃物鸡蛋壳制备了钙基吸附材料的前驱体,通过吸附实验发现其有一定的吸附性能,且煅烧后的产品吸附性能明显提高.同时利用单因素实验考察了吸附温度、吸附时间以及循环次数对二氧化碳吸附的影响.结果表明:在600℃条...     

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。     

铵基循环碳酸化固定CO2

引言由煤等化石燃料燃烧产生的温室气体CO2的捕集与封存已引起国际社会的广泛关注[1-2];其中,模仿自然界钙镁硅酸盐矿物风化过程的碳酸化固定是实现大规模封存CO2的重要途径,与其他封存技术相比,碳酸化固定CO2环境风险性小,并可     

电石渣制备钙基催化剂及其脱硫脱硝研究

以电石渣为原料,通过KHCO₃改性开发出一种高效、低成本的脱硫脱硝催化剂。考察了浸渍浓度、超声时间、超声功率等制备条件对脱硫脱硝的影响,并对材料进行了XRD、SEM、XPS等表征。结果表明,在最佳条件下二氧化硫(SO₂)和一氧化氮(NO)的去除效率可达到90%和60%。KHCO₃的浸渍浓度对改性电石渣去除NO和SO₂的影响较显著,改性后电石渣表面形成了新的物质且微孔和中孔的结构明显增加。改性电石渣表面形成的含氧官能团C—O、■和表面吸附氧是催化氧化脱除NO和SO₂的关键。     

间歇氯化对电石渣循环捕集CO2性能的影响

提出在碳酸化气氛中间歇加入HCl（间歇氯化）提高电石渣在循环煅烧/碳酸化反应中捕集CO₂性能的新思路。在双固定床反应器上,在不同循环次数加入HCl、碳酸化温度、CO₂/HCl体积比等条件下,研究HCl间歇加入对电石渣循环碳酸化特性的影响。结果表明,在循环煅烧/碳酸化反应中间歇加入HCl使电石渣间歇氯化能提高其循环捕集CO₂性能。在前N次循环碳酸化时加入0.1% HCl,当N=4时能使电石渣获得最优CO₂捕集性能,第10个循环时的CO₂吸收量比无HCl时提高了51%。HCl与CaCO₃发生氯化反应,破坏致密产物层对CO₂扩散的阻碍,提高了电石渣的碳酸化转化率。在碳酸化气氛加入HCl时,最佳碳酸化温度仍为700℃。随CO₂/HCl体积比增大,HCl对电石渣捕集CO₂性能的促进作用减弱。     

电石渣循环利用碳减排潜力及其生命周期评价研究进展

将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排。在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要。详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧化钙含量计算理论固碳量,系统分析电石渣各类循环利用途径的碳减排效果及其在生命周期评价中具体实施步骤,介绍了生命周期评价在电石渣领域的应用案例。计算发现电石渣理论固碳量与氧化钙质量分数呈正相关。新疆和河北地区电石渣中氧化钙质量分数均约90%,山东地区电石渣氧化钙质量分数低,约61%,来自山东和新疆等6个产地电石渣的理论固碳量在0.48～0.72 t/t(以电石渣计)。电石渣循环利用领域,电石渣不论是替代石灰石原料生产水泥、砌砖、氯化钙和碳酸钙等建筑和化工产品,或针对其呈碱性特点用于烟气脱硫和工业废水处理,依各自产业规模差异均能不同程度减少二氧化碳排放,达到碳减排目的。其中,电石渣在建筑材料领域应用成熟,生产规模大,故碳减排总量大,代表企业平均每年减少万吨级二氧化碳排放。用生命周期评价计算电石渣循环利用碳排放量4个案例分析显示,电石渣制取1 t水泥熟料排放CO₂     

改性钙基材料吸附CO2性能研究

温室气体CO2的大量排放是全球气候变暖的主要影响因素,对于CO2的捕集再利用研究已引起了学界和工业界的广泛关注.石灰石循环煅烧/碳酸化法捕集工业CO2气体已经被大量报道,但石灰石在循环捕集过程当中其表面容易被烧结而降低了其捕集性能,基于此,我们提出了利用耐高温氧化物(如MgO、Fe2O3、SiO2)微粒对石灰石颗粒表面进行修饰改性以便提高石灰石颗粒的抗烧结能力及其CO2捕集特性并利用TGA和SEM对改性实验进行了捕集性能测试和颗粒形貌表征.试验结果表明,金属氧化物微粒对石灰石改性有效果,其中添加1 wt％ MgO微粒时可以使石灰石捕集CO2的性能提高7％～8％,且吸收剂颗粒孔隙结构得以改善.     

溶液燃烧合成法制备自活化钙铜复合CO2吸收剂的性能

首次采用溶液燃烧合成法制备了钙铜复合吸收剂用于实现低成本CO₂捕捉。在热重分析仪上研究制备参数（燃烧背景温度、煅烧时间）对吸收剂循环载氧和CO₂捕捉性能的影响,并借助SEM和氮吸附分析其微观结构。结果表明,在燃烧背景温度800℃、煅烧时间为0.5h时制得的钙铜比例为1∶1的复合CO₂吸收剂15次循环之后,钙基吸收剂转化率为51.2%,比纯的CaO提高了44.9%;采用该方法制备的吸收剂具备自活化特性,15次循环内碳酸化性能随循环次数的增加不降反升,且载氧性能非常稳定,氧化率始终高于90%。微观结构表征表明,随着循环次数的增加,复合吸收剂未发生严重烧结并且BET比表面积没有下降。实验结果为溶液燃烧合成法制备高性能钙铜复合CO₂吸收剂的进一步研究提供了基础数据。     

基于钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应捕集CO2的试验

利用钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应(CCCR)吸收CO2是一种新型、廉价、有效的CO2捕集方法.采用热重分析仪研究了吸收剂的矿物组成、颗粒粒径、煅烧温度和碳酸化温度对CCCR快速反应阶段吸收剂循环碳酸化率(XN)的影响.结果表明:吸收剂的碳酸化反应由快速化学反应控制阶段、过渡阶段和缓慢产物层扩散控制阶段组成;白云石具有良好的抗烧结能力,白云石的XN高于石灰石;随着颗粒粒径的增大,吸收剂的XN逐渐降低;当煅烧温度超过950℃时,随着循环反应次数的增加,吸收剂的XN严重降低;吸收剂在725℃碳酸化温度时的XN最高.     

电石渣中高钙相的水力旋流法富集

用水力旋流器分离和富集电石渣中含不同元素的物相,对富集效果进行分析. 结果表明,富集后溢流主要为含Ca物相[Ca(OH)2和CaCO3],底流主要为含Si, Al, Fe和Mg物相(SiO2, Al2SiO5, Fe3O4和MgSiO3). 溢流中Ca元素由41.73%(w)提高到61.78%(w),富集度在50%以上,底流产物中Si, Al, Fe和Mg比富集前分别提高了15.33%, 6.89%, 3.20%和1.13%. 在入口水流速4000 cm/s的条件下,离心力和斯托克斯力共同提供的剪切力(66.2 kg/cm2)大于电石渣中含Ca物相和含Si, Al, Fe和Mg物相的相间粘附力(45.3 kg/cm2)是使电石渣团聚颗粒在旋流场内解聚的主要原因. 含Ca物相颗粒平均粒径小于75 mm,含Si, Al, Fe和Mg物相颗粒平均粒径约为106~180 mm,含Ca物相颗粒的径向运动速度小于含Si, Al, Fe和Mg物相颗粒的运动速度是电石渣高钙相在水力旋流场中富集的原因.     

CO2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO2的捕集技术也相继被研究.磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康.本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO2的技术特点和优势,提出CO2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO2的思路.当前对CO2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高.磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路.     

电石渣-矿渣复合胶凝材料性能研究

电石渣作为一种工业废渣,其碱度较高,综合利用率较低。为了解决过量的电石渣,利用电石渣的强碱性,研究了电石渣对矿渣胶凝体系的碱激发性能。利用电石渣碳化反应可生成碳酸钙的特性,探索了不同碳化制度对电石渣碱激发矿渣胶凝体系的性能影响规律。结果表明:大掺量电石渣对矿渣胶凝材料有很好的碱激发效果,生成大量的C-(A)-S-H凝胶,而复掺粉煤灰和偏高岭土胶凝体系性能最佳;电石渣-矿渣复合胶凝体系经过不同碳化制度处理后,胶凝体系力学性能有效提升;使用CO₂气体作为外部碳化源,材料基体表层生成致密结构,基体力学性能提升;使用尿素作为内部碳化源,基体内部碳化均匀,胶凝体系力学性能提升。     

电石渣制备轻质碳酸钙的研究

研究了以电石渣为原料,经浸取、碳化、过滤、洗涤、干燥制备轻质碳酸钙的工艺。用TEM、粒径分布测试对所合成的样品进行表征。重点考查了碳化反应温度、二氧化碳体积浓度、气体流速、搅拌速率等因素对反应速率及产品粒径的影响,确定了最佳的工艺条件。     

CO_2浓度对氢氧化钙碳化性能的影响

碳化时间及CO2浓度,显著影响氢氧化钙的碳化特性。本试验中,保持CO2压力为0.2 MPa、用水量为10%,控制CO2浓度变化范围为10%~99%,碳化时间为5 min~24 h。试验结果显示,在同一CO2浓度下,随碳化时间延长,氢氧化钙碳化速率逐渐提高,试块强度也不断增加;而随着气体浓度的不断增加,氢氧化钙的碳化速度也不断增加。研究发现,在试块达到相同碳化程度时,试块在低浓度CO2气体下的碳化强度要高于高浓度气体条件下的碳化强度。对碳化样品的XRD分析表明,碳化产物中仅含有方解石型碳酸钙。     

固体二氧化碳吸附剂研究进展

大量化石燃料的燃烧造成二氧化碳等温室气体的过量排放,严重影响了全球的环境与气候变化。固体吸附剂由于易处理、能重复使用、原材料损耗小而受到二氧化碳捕集领域的广泛关注。主要针对近些年来发展起来的新型固体二氧化碳吸附剂优缺点进行了分析比较。根据其吸附温度的不同,分别以低温、中温和高温3类吸附剂进行分类讨论。重点讨论了高温固体钙基吸附剂的吸附性能,以及其常见的改性方法,由于其吸附量高、原材料丰富、成本低等优点,氧化钙基吸附剂被认为是最理想的高温吸附剂。     

使用电石冶炼金属钙的热力学及工艺

通过理论计算 ,导出了电石热离解冶炼金属钙的热力学参数 ,给出了冶炼流程、工艺条件和主要设备 ,做了技术经济分析     

电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的试验研究

钢渣和矿渣是常见的两种工业废渣,大量堆放且资源化利用困难。以钢渣粉和矿渣粉为基础材料,电石渣粉作为激发剂,可对淤泥质土进行固化处理。通过开展无侧限抗压强度试验,分析固化淤泥质土的强度特性和应力-应变关系,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等微观测试,探索电石渣激发钢渣-矿渣固化淤泥质土的作用机理。结果表明,电石渣粉质量掺量为6%时,电石渣-钢渣-矿渣固化淤泥质土无侧限抗压强度最大,28 d固化淤泥质土强度与同龄期水泥土相当,且具有较好的延性。电石渣可以提供碱性环境和大量钙离子,有效激发钢渣和矿渣的水化活性,促进C-S-H凝胶的大量生成,同时促进离子交换和团粒化作用,使固化淤泥质土强度显著提高。     

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。     

钢渣及电石渣与废弃混凝土固化储存CO_2基本参数研究

对钢渣、电石渣、废弃混凝土等固体废弃物碳酸化固化储存温室气体二氧化碳(CO2)进行研究。实验从固体废弃物颗粒粒径、水分添加量等因素,考察碳酸化固化储存二氧化碳(CO2)的效果,并利用XRD、FTIR和SEM对反应机理进行分析。结果表明,固体废弃物颗粒粒径越小,二氧化碳(CO2)固化效率越高。水分添加量过低或过高均不利于碳酸化反应的进行,适宜的水分添加量为4kg/kg。XRD和FTIR分析表明,固体废弃物中的大量的CH、硅酸三钙(C3S)和氧化钙(CaO)转化为碳酸钙(CaCO3),以达到固化储存二氧化碳(CO2)的效果。SEM实验结果表明,经碳酸化处理后固体废弃物颗粒表面生成颗粒状的晶体物质。电石渣,钢渣及废弃混凝土对二氧化碳(CO2)固化效率分别为81%,76%和49%;每千克电石渣,钢渣及废弃混凝土分别可以固化二氧化碳(CO2)气体0.094kg,0.088kg及0.057kg。