CO2空氣捕集與轉化利用的耦合研究.pdf

1、空氣捕集CO2是一門新興的CO2捕集技術，相較于傳統(tǒng)的煙氣捕集，它有其鮮明而獨特的優(yōu)勢。它不僅不受時間和地域的限制，而且可以靈活的和一些低濃度CO2利用方式相結合，如農林作物、CO2養(yǎng)護混凝土等。濕法再生空氣捕集技術，由于該技術吸附材料成本低，且再生過程中只需增加水分含量即可實現吸附劑的再生，能耗小，無污染，不會對系統(tǒng)造成腐蝕，有良好的應用前景。
　　空氣捕集雖然優(yōu)勢明顯，但其富集的的CO2濃度不高。那么如何對低濃度CO2進行利用

2、，并且建立空氣捕集與CO2利用單元的耦合系統(tǒng)。針對上述關鍵問題，本文將以濕法再生空氣捕集技術的膜材料作為研究對象，從以下幾個方面進行研究并取得相應的研究成果。
　　研究了膜材料的基本性質，包括膜材料的電荷密度、表觀特征以及自然狀態(tài)下的失水特性。實驗研究發(fā)現膜材料的微孔結構有助于吸附空氣中的CO2。在相對濕度73％，溫度25℃的自然環(huán)境中失水，能在2小時恢復至近初始狀態(tài)。通過解吸附平衡實驗，發(fā)現當溫度越高，CO2分壓力越低的情況下，

3、解吸附速率越快，相應的平衡常數K減少。當系統(tǒng)的CO2分壓力越高的時候，解吸附越不完全，意味著材料的利用率低。在動力學實驗中，隨著溫度的升高，吸附動力學常數ka與解吸附動力學常數kd都增大。熱力學平衡實驗和動力學實驗中，都有效地驗證了Langmuir模型能夠非常準確地描述膜材料解吸附過程。
　　研究了植物吸收CO2動力學研究中，當光照強度達到80000lux附近的時候，此時再增大光照強度，獲得的收益就會驟減，光強提高至100000l

4、ux影響就微乎其微，這對于不同生長期的生菜都適用。在該植物生長過程中，配置1000ppm濃度左右的CO2氣肥是最適范圍，過低則影響吸收速率，過高則會使CO2利用邊際效應下降。在此基礎上提出了一個耦合方案的設計，重點對解吸附單元的解吸附溫度和出口濃度進行優(yōu)化，并給出了能耗和成本分析。
　　研究了剩余水灰比，溫度，壓力等基本參數對CO2養(yǎng)護混凝土過程中的影響，發(fā)現剩余水灰比對CO2養(yǎng)護混凝土的影響最大，實驗條件下的最適剩余水灰比為0.