氧化鈣基吸附劑的制備及其CO2吸附性能.pdf

1、CO2氣體的過(guò)量排放是造成溫室效應(yīng)的主要原因，關(guān)于CO2的有效捕集成為研究的熱點(diǎn)。使用氧化鈣基吸附劑捕集 CO2是處理高溫 CO2的有效途徑，但是氧化鈣基吸附劑存在穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)，而且對(duì)其在固定床反應(yīng)器上的 CO2吸附性能研究較少。本論文通過(guò)摻雜惰性組分的方法改善氧化鈣基吸附劑的穩(wěn)定性，并在熱重和固定床反應(yīng)器上考察了吸附劑的CO2吸附性能。
　　采用共沉淀法制備了摻雜鋁的氧化鈣基吸附劑，其對(duì) CO2吸附性能良好。600℃吸附/7

2、00℃脫附時(shí)，在熱重上經(jīng)歷18次吸附/脫附循環(huán)后CO2吸附容量由最初的0.57 gCO2/g sorbent降低到0.47 gCO2/g sorbent。進(jìn)一步在固定床反應(yīng)器上系統(tǒng)考察了吸附劑顆粒大小、CO2分壓、吸附溫度、吸附壓力和水含量等對(duì)CO2吸附過(guò)程的影響，并探究了不同因素的影響機(jī)理。向體系中引入水蒸氣或提高吸附壓力都可以大幅提高吸附容量，水蒸氣含量為1.3％時(shí)吸附容量達(dá)到0.48 gCO2/g sorbent，體系壓力為1.3

3、MPa時(shí)吸附容量達(dá)到0.53 gCO2/g sorbent。
　　RPM是一種典型的氣固相非催化反應(yīng)模型，將此模型應(yīng)用于摻雜鋁的氧化鈣基吸附劑的 CO2吸附過(guò)程，根據(jù)模型可預(yù)測(cè)吸附劑不同溫度下在快速反應(yīng)階段所能得到的CO2吸附容量，采用此模型所得理論數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合良好。
　　采用溶膠-凝膠法制備了摻雜鈰的氧化鈣基吸附劑，XRD結(jié)果表明鈰以CeO2的形態(tài)存在于吸附劑中。Ca/Ce為15的吸附劑表現(xiàn)出優(yōu)異的CO2吸附性能，初

4、始CO2吸附容量達(dá)到0.59 gCO2/g sorbent，CaO的摩爾轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%；同時(shí)穩(wěn)定性?xún)?yōu)異，經(jīng)過(guò)18次吸附/脫附循環(huán)后吸附容量和轉(zhuǎn)化率均保持不變；吸附速率較未摻雜鈰時(shí)明顯提高。摻雜鈰后 CaO晶粒明顯減小，有助于吸附在快速反應(yīng)階段進(jìn)行；同時(shí)，鈰的摻雜改變了吸附劑的形貌，使吸附劑由塊狀結(jié)構(gòu)變?yōu)榕钏伞⒈託罱宦?lián)結(jié)構(gòu)，有利于 CO2吸附過(guò)程的有效進(jìn)行，因此吸附劑表現(xiàn)出較高的吸附容量。另外，吸附劑中 CaO與 CeO2均勻分散，