燃煤飛灰負載K+基吸收劑捕集CO2吸收再生特性研究.pdf

1、堿金屬基干法脫除CO2實質是利用堿金屬碳酸鹽與煙氣中的CO2接觸并發(fā)生化學反應，形成不穩(wěn)定的鹽類，而該類鹽在一定的條件下會逆向分解釋放出CO2而再生，從而達到將CO2從煙氣中分離脫除的目的。與化學溶液吸收法相比，堿金屬基干法捕獲CO2技術具有反應能耗低、循環(huán)利用效率高、對設備無腐蝕、無二次污染等優(yōu)點，已成為國內(nèi)外學者研究的熱點。本文著重研究了燃煤飛灰負載K+基吸收劑在流化床反應器中捕集CO2的吸收和再生特性。
　　通過對比六方晶系

2、K2CO3和單斜晶系K2CO3的比表面積、孔徑和孔容可知，六方晶系K2CO3的微觀結構和形貌較好，選定由KHCO3分解而得到的六方晶系K2CO3作為負載型K+基吸收劑的活性組分。通過對載體材料的顆粒形狀及光滑度、顆粒粒徑分布和成本等方面綜合考慮，選用上海閔行電廠燃煤飛灰作為負載型K+基吸收劑的載體材料。新型燃煤飛灰負載K+基吸收劑主要由活性組分、載體材料和粘結劑等組成，其中活性組分為分析純KHCO3，載體材料為上海閔行電廠燃煤飛灰，粘結

3、劑為泡花堿(液體硅酸鈉)，吸收劑的制備步驟主要包括研磨、混合、干燥和煅燒等。
　　通過研究負載率、碳酸化反應溫度、碳酸化反應氣氛、水蒸汽預處理時間等對其碳酸化反應的影響，得出燃煤飛灰負載K+基CO2吸收劑在流化床中碳酸化反應最佳條件。結果表明，負載率的增加會促進化學反應的進行，增強CO2吸收性能，延長CO2穿透時間，但受限于KHCO3負載率難以提升，以及考慮到吸收劑的耐磨性，負載率在30％~40%之間較適宜；K+基CO2吸收劑加入

4、水蒸汽預處理后能讓吸收劑更充分的與CO2反應，CO2穿透時間比沒有加水預處理提高了0.4min，水蒸汽預處理10min，穿透時間為1.53min；碳酸化反應溫度會影響反應效果，反應溫度過低會降低反應速度，但由于碳酸化反應過程是一個放熱反應，溫度過高會抑制反應的發(fā)生，最佳反應溫度為60℃；反應氣氛中通入的CO2初始濃度越高，CO2穿透時間越短。
　　通過研究負載率、升溫速率、終溫以及反應氣氛等條件對吸收劑再生反應的影響，得出K+基C

5、O2吸收劑最佳的再生反應條件，同時求取吸收劑在不同情況下的再生反應動力學參數(shù)，并分析其特性。結果表明，不同負載率的吸收劑再生反應在100℃開始反應，210℃左右反應結束，在170℃附近反應最迅速；負載率為35%時，最大轉化率最大，為96.7%，分解表觀活化能最小，為110.5kJ/mol，此時吸收劑最易分解，再生性能最好；再生反應的進行與升溫速率的關系不大，當升溫速率達到10℃/min以上時，其CO2的濃度曲線比較接近；當溫度達到150