底泥負(fù)載K+基CO2吸收劑的制備及其再生動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、化學(xué)吸收法脫除CO2實(shí)質(zhì)是利用堿性吸收劑與煙氣中的CO2接觸并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成不穩(wěn)定的鹽類，而鹽類在一定的條件下會(huì)逆向分解釋放出CO2而再生，從而達(dá)到將CO2從煙氣中分離脫除的目的。目前具有反應(yīng)能耗低、循環(huán)利用效率高、對(duì)設(shè)備無腐蝕、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)的干法吸收技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)。本文著重研究了底泥負(fù)載K+基二氧化碳干式吸收劑及其模擬待再生劑的制備，并研究模擬待再生劑的再生反應(yīng)特性及其動(dòng)力學(xué)特性。
　　 本文通過對(duì)比分析，選用蘇州

2、河河道底泥作為制備二氧化碳干式吸收劑的載體，并對(duì)河道底泥進(jìn)行熱重分析。實(shí)驗(yàn)表明，未經(jīng)處理的河道底泥熱分解主要有三個(gè)不同階段，分別為脫水干燥階段、有機(jī)物碳化熱解階段和煅燒分解階段。通過SEM分析與氮吸附實(shí)驗(yàn)分析，從表面形貌、孔結(jié)構(gòu)與比表面、孔容、孔徑方面對(duì)比單斜晶系K2CO3與KHCO3熱分解生成的六方晶系K2CO3，最終選用KHCO3與六方晶系K2CO3分別作為制備模擬待再生劑與干式吸收劑的活性組分。本文粘結(jié)劑選用Na2SiO4，添加劑

3、選用廣西白泥。對(duì)底泥做一定處理后，按照適當(dāng)比例加入粘結(jié)劑與添加劑，并與活性組分充分混合，經(jīng)顆粒成型制備得到CO2干式吸收劑模擬待再生劑。待再生劑受熱分解后便得到CO2干式吸收劑。采用掃描電子顯微鏡(SEM)與比表面積測定儀對(duì)吸收劑進(jìn)行了表征，分析其表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)及比表面積等。
　　 本研究對(duì)化學(xué)純KHCO3在標(biāo)準(zhǔn)條件下與不同分解終溫條件下進(jìn)行了熱重分解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，KHCO3熱分解一步即可完成，分解反應(yīng)主要發(fā)生在100℃～

4、200℃之間;最佳再生反應(yīng)終溫為200℃左右。
　　 對(duì)河道底泥負(fù)載的K+基吸收劑模擬待再生劑在不同活性組分負(fù)載量、不同升溫速率及活性組分中添加不同比例K2CO3的條件下進(jìn)行熱重實(shí)驗(yàn)，分析其再生反應(yīng)特性與動(dòng)力學(xué)特性，結(jié)果表明，在活性組分負(fù)載量為40％-50％時(shí)模擬待再生劑的最大轉(zhuǎn)化率達(dá)到96.67％，隨著KHCO3負(fù)載量的增加，反應(yīng)有向高溫方向移動(dòng)的趨勢(shì)。升溫速率的變化對(duì)待再生劑的再生反應(yīng)影響不大，當(dāng)升溫速率達(dá)到5℃/min以上

5、時(shí)，其最大轉(zhuǎn)化率均超過90％。在KHCO3和K2CO3共存的狀態(tài)下，再生過程出現(xiàn)兩個(gè)失重峰，分別位于60～130℃和130～220℃兩個(gè)溫度區(qū)間。由于K2CO3易吸水轉(zhuǎn)化為K2CO3·1.5H2O，因此，再生反應(yīng)過程中，60～130℃溫度區(qū)間內(nèi)為受熱脫除結(jié)晶水的反應(yīng)，130～220℃為KHCO3再生反應(yīng)階段，再生反應(yīng)熱失重曲線向高溫方向移動(dòng)，最大轉(zhuǎn)化率明顯降低，反應(yīng)難度增大。底泥負(fù)載K+基吸收劑模擬待再生劑再生反應(yīng)的表觀活化能為90～1