水蒸氣對鈣基吸收劑循環(huán)煅燒-碳酸化捕集CO2的影響.pdf

1、鈣基吸收劑循環(huán)煅燒/碳酸化方法是燃煤電廠煙氣中CO2捕集的較有前景技術(shù)路線之一。但該技術(shù)仍有許多問題待解,如循環(huán)過程中吸收劑的活性降低即是其中最主要問題之一。本文利用自制并能實(shí)現(xiàn)等溫下熱重測量的裝置,針對石灰石循環(huán)吸收CO2工藝,研究了煙氣中水蒸氣對石灰石循環(huán)煅燒/碳酸化特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明,對于剛剛完成煅燒的石灰石來說,煅燒階段水蒸氣的存在會降低吸收劑活性,而碳酸化過程中水蒸氣會大幅度提高碳酸化轉(zhuǎn)化率。當(dāng)煅燒及碳酸化階段均含有水蒸

2、氣時(shí),衰減趨勢和轉(zhuǎn)化率與僅碳酸化過程含有水蒸氣類似,但呈現(xiàn)的規(guī)律不是僅煅燒或僅碳酸化階段存在水蒸氣時(shí)效果的簡單相加。碳酸化階段水蒸氣的影響與溫度、水蒸氣濃度、CO2濃度有關(guān)。在該實(shí)驗(yàn)工況下不存在明顯的粒徑效應(yīng)。
　　研究了燒結(jié)對該工藝的影響。結(jié)果表明:燒結(jié)時(shí)間延長,無論是碳酸化反應(yīng)速率還是最終轉(zhuǎn)化率均明顯下降,尤其在快速化學(xué)反應(yīng)控制階段更為明顯;水蒸氣對不同燒結(jié)時(shí)間CaO的影響差異顯著。例如,對燒結(jié)0min的CaO水蒸氣降低了碳酸

3、化轉(zhuǎn)化率,但在延長燒結(jié)時(shí)間的一些情況下水蒸氣卻提高了轉(zhuǎn)化率;溫度升高,燒結(jié)加劇,CaO碳酸化轉(zhuǎn)化率加劇下降;大粒徑(355-450μm)吸收劑抗燒結(jié)能力更強(qiáng)。
　　結(jié)合微觀孔結(jié)構(gòu)和動力學(xué)特性,推測煅燒階段水蒸氣通過燒結(jié)改變吸收劑的微觀孔結(jié)構(gòu)而碳酸化階段水蒸氣通過催化作用影響碳酸化轉(zhuǎn)化率。無論水蒸氣存在與否,燒結(jié)時(shí)間的延長總是會降低CaO的比表面積和孔容積。對燒結(jié)0min的CaO,水蒸氣會明顯減小其比表面積和孔容積,但對于燒結(jié)6mi