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文檔簡(jiǎn)介
1、隨著人類社會(huì)的快速發(fā)展,能源消耗日益加劇,CO2排放量逐年增加,化石燃料利用過程中釋放出的CO2成為人類活動(dòng)產(chǎn)生CO2的主要來源。在化石燃料利用過程中進(jìn)行CO2的捕集和封存是減少CO2排放的有效手段。在眾多的CO2捕集技術(shù)中,鈣基吸收劑具有吸附容量高、可再生、高溫下分離并富集CO2等優(yōu)點(diǎn)?;阝}基CO2吸收劑煅燒/碳酸化循環(huán)反應(yīng)的煤炭化學(xué)鏈氣化或鈣循環(huán)CO2分離捕集等技術(shù)是極具發(fā)展前景的CO2捕集技術(shù),受到越來越多的關(guān)注,但目前存在鈣基
2、吸收劑活性隨循環(huán)次數(shù)衰減較快、易磨損和燒結(jié)等問題,針對(duì)上述問題,從碳酸化反應(yīng)的特點(diǎn)著手,本文開展了在加壓水蒸氣條件和高鋁水泥改性條件下捕集CO2的實(shí)驗(yàn)。
利用加壓熱天平研究了加壓水蒸氣條件下碳酸化壓力(0.1~0.7MPa)、水蒸氣含量(0~60vol%)以及碳酸化溫度(650~800℃)對(duì)鈣基吸收劑煅燒/碳酸化循環(huán)特性的影響,并分別對(duì)比了加壓無水蒸氣條件下碳酸化壓力、常壓水蒸氣條件下水蒸氣含量和常壓水蒸氣條件下碳酸化溫度對(duì)鈣
3、基吸收劑多循環(huán)特性的影響,同時(shí)結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)分析鈣基吸收劑的微觀結(jié)構(gòu),理解加壓條件下水蒸氣對(duì)鈣基吸收劑循環(huán)碳酸化的影響機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:加壓水蒸氣條件下反應(yīng)壓力對(duì)吸收劑循環(huán)特性的影響與加壓無水蒸氣條件下一致,轉(zhuǎn)化率隨著壓力的升高先增加后降低,加壓水蒸氣條件下的最佳碳酸化反應(yīng)壓力為0.5MPa,加壓無水蒸氣條件下為0.3Mpa。加壓水蒸氣條件下,水蒸氣含量為0~20vol%時(shí),轉(zhuǎn)化率隨著水蒸氣含量的增加而升高,超過20vo
4、l%時(shí),轉(zhuǎn)化率下降。而常壓水蒸氣條件下,轉(zhuǎn)化率隨水蒸氣含量的增加而增加,但增加幅度越來越小。碳酸化溫度在650~700℃范圍內(nèi)時(shí),吸收劑在加壓水蒸氣條件下的多循環(huán)轉(zhuǎn)化率差別不大,10次循環(huán)后的轉(zhuǎn)化率在0.6左右。常壓水蒸氣條件下吸收劑對(duì)溫度的變化較加壓水蒸氣條件下敏感。
針對(duì)吸收劑在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的燒結(jié)、磨損和容易破碎等問題,提出了使用具有耐火性質(zhì)的高鋁水泥改性鈣基吸收劑的方法。研究了高鋁水泥含量、反應(yīng)溫度、顆粒粒徑、CO2分
5、壓力對(duì)改性吸收劑碳酸化性能的影響。結(jié)果表明添加5wt%的高鋁水泥時(shí)吸收劑能獲得最高的循環(huán)碳酸化轉(zhuǎn)化率,20次循環(huán)后的轉(zhuǎn)化率高達(dá)0.45。高鋁水泥改性吸收劑與天然吸收劑分別在碳酸化溫度為700℃和650℃時(shí)取得了較佳的碳酸化轉(zhuǎn)化率。改性吸收劑的循環(huán)碳酸化轉(zhuǎn)化率隨著碳酸化氣氛中CO2分壓力的增加而增加,與煅燒氣氛中轉(zhuǎn)化率隨CO2分壓力的變化規(guī)律相反。隨著顆粒粒徑的增加,捕集CO2的能力逐漸降低,而且粒徑越大衰減幅度也越大,主要是顆粒粒徑越大
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