多孔材料負(fù)載碳酸氫鉀吸附分離二氧化碳研究.pdf

1、溫室效應(yīng)引起的全球變暖是人類目前所面臨的主要環(huán)境問題之一。全球氣候變暖的主要因?yàn)樵谟跍厥覛怏w的大量排放。CO2對(duì)全球氣候變暖的貢獻(xiàn)最大,約占55％。因此,有效控制CO2排放是緩解全球氣候變暖的關(guān)鍵。大氣中CO2的人為排放源主要是化石燃料燃燒,約占CO2總排放量的80％,其中的1／3來自電廠。因此,電廠煙氣CO2捕集是溫室氣體減排的關(guān)鍵。研究和開發(fā)CO2捕集技術(shù)成為目前環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文通過制備多孔材料負(fù)載碳酸氫鉀(KHCO3)

2、吸附劑,結(jié)合掃描電鏡、氮吸附、X射線衍射儀等表征手段,開展固定床吸附實(shí)驗(yàn),對(duì)活性炭／分子篩／氧化鋁負(fù)載KHCO3吸附CO2的吸附行為進(jìn)行研究,同時(shí)考察了吸附／再生溫度、氣氛條件、氣流量、循環(huán)性能等對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的影響,為今后的推廣應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　 在吸附劑制備、表征及吸附性能研究過程中,對(duì)制備好的各種吸附劑進(jìn)行掃描電鏡及氮吸附表征,分析結(jié)果顯示炭基吸附劑隨著負(fù)載率的增加,活性炭孔內(nèi)及表面粘附越來越多的KHCO3,比

3、表面積和總孔容積呈下降趨勢(shì),且負(fù)載率最高的炭基吸附劑在5次和10次循環(huán)后比表面積和總孔容積無明顯的變化。分子篩或者氧化鋁作為載體的吸附劑負(fù)載率、比表面積和總孔容積均低于炭基吸附劑,且飽和吸附量不佳,從各方面條件看,篩選出負(fù)載率最高的炭基吸附劑作主要研究分析對(duì)象。
　　 對(duì)炭基吸附劑吸附CO2實(shí)驗(yàn)的影響因子研究方面,隨著負(fù)載率的增加,到達(dá)穿透點(diǎn)及吸附平衡的時(shí)間越長(zhǎng)。最高負(fù)載率的炭基吸附劑在吸附溫度60℃下經(jīng)過3次循環(huán),吸附性能無明

4、顯的降低,200℃再生溫度下在45min內(nèi)達(dá)到完全再生,吸附氣流量從150mL／min提高到200mL／min,吸附系統(tǒng)穿透時(shí)間提前10min,水蒸汽濃度從10％上升到16％,穿透時(shí)間延長(zhǎng)7min,水蒸汽濃度對(duì)吸附過程的影響比較重要。
　　 為了提高炭基吸附劑碳酸化性能加入水蒸汽預(yù)處理實(shí)驗(yàn),對(duì)最高負(fù)載率炭基吸附劑進(jìn)行活化,得知在本文實(shí)驗(yàn)條件下:加入水蒸汽預(yù)處理量3.5mL,吸附溫度60℃,CO28％,H2O16％,氣流量150m