鈣基CO2吸收劑的制備及循環(huán)吸收性能研究.pdf

1、近年來，全球氣候變暖趨勢加劇，引起了人們的廣泛關(guān)注。作為主要溫室氣體，CO2的排放量逐年增加，必須加以控制。另一方面，CO2可用于某些工業(yè)領(lǐng)域。因此，開展CO2的捕獲、貯存與應(yīng)用研究，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益，成為當(dāng)今科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。
　　由于CO2的排放主要來自于化石燃料的燃燒等化工過程，一般伴隨有高溫，所以高溫CO2吸收劑是當(dāng)前研究的主要方向。常見的高溫CO2吸收劑有鋰基吸收劑和鈣基吸收劑。其中，鈣基吸收劑因其具有原料

2、來源廣泛、價格低廉、吸收率高等特點(diǎn)而成為研究的重點(diǎn)。但是，鈣基吸收劑在CO2循環(huán)吸收的過程中易出現(xiàn)燒結(jié)現(xiàn)象，從而影響其對CO2的循環(huán)吸收性能。為了改善鈣基吸收劑CO2循環(huán)吸收的性能，本論文以石灰石為原料，研究了通過碳化法制備碳酸鈣，進(jìn)而煅燒獲得鈣基吸收劑的工藝。并采用X射線粉末衍射儀、掃描電子顯微鏡、CO2吸收/脫附測試等方法和手段，著重研究了添加不同晶形控制劑、金屬離子對碳酸鈣及鈣基吸收劑的顆粒大小、形貌和所得鈣基吸收劑CO2循環(huán)吸收

3、性能的影響。主要的研究成果如下:
　　石灰石原料在900℃下煅燒1h，燒失率達(dá)42.8％，接近其理論值;生石灰在CO2氣氛下于600℃煅燒1h吸收CO2量較大。在利用碳化法合成碳酸鈣的過程中，碳化溫度越低，碳酸鈣顆粒越小，在40℃時的碳酸鈣的合成時間最短;混合氣體中CO2濃度升高，碳酸鈣合成時間縮短，顆粒尺寸略有增大。加入乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基溴化銨、硫酸鋅、檸檬酸晶形控制劑后，所制備的碳酸鈣分別呈紡錘狀、立方體、球形顆粒、

4、不規(guī)則形狀。
　　與石灰石原料煅燒所得鈣基吸收劑相比，碳化法所制鈣基吸收劑的CO2循環(huán)吸收效果有了顯著的提高。加入晶形控制劑乙二胺四乙酸、十六烷基三甲基溴化銨、檸檬酸后，循環(huán)吸收30次的CO2吸收率分別為41.9％、30.9％和43％，其中加入檸檬酸的效果最好，其循環(huán)吸收15次的CO2吸收率仍高達(dá)75.5％。但是，加入硫酸鋅則大幅降低了鈣基吸收劑的CO2吸收性能。
　　與石灰石原料直接煅燒所得鈣基吸收劑相比，摻雜碳酸鍶、硝酸