碳酸酐酶和超聲波耦合強(qiáng)化固體廢棄物碳酸化固定CO2的試驗(yàn)研究.pdf

1、由溫室氣體CO2等所導(dǎo)致的溫室效應(yīng)已引起國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注，其中75％的CO2來(lái)源于化石燃料的燃燒，燃煤電廠是排放主體，由于電廠煙氣流量大，排放壓力接近常壓，CO2體積分?jǐn)?shù)低；因此；控制燃煤電廠二氧化碳排放是減緩全球變暖的重要措施。鈣基固體廢棄物碳酸化固定CO2可實(shí)現(xiàn)CO2的永久封存，并可實(shí)現(xiàn)CO2原位固定，但苛刻的反應(yīng)條件、過(guò)慢的反應(yīng)速率是困擾該技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
　　本文提出采用超聲波與碳酸酐酶耦合技術(shù)強(qiáng)化CO2碳酸化固定過(guò)程；

2、首先對(duì)超聲波作用下的鈣離子浸出及其碳酸化反應(yīng)特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并與攪拌浸出過(guò)程進(jìn)行了對(duì)比，考察了浸出條件的影響及其碳酸化反應(yīng)過(guò)程中溶液pH值與電導(dǎo)率的變化特性，對(duì)碳酸化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了XRD、SEM和TGA分析。結(jié)果表明，超聲波可有效促進(jìn)鈣離子從鈣基固體廢棄物中浸出，其促進(jìn)效果與固體廢棄物種類、浸出時(shí)間、超聲波功率、浸取劑pH值、漿液存放量和固體廢棄物粒度等有關(guān)，鋼渣和電石渣的鈣離子浸出率和超聲波強(qiáng)化效果都較其他固體廢棄物高；鈣離子浸出

3、濃度隨超聲波功率的增強(qiáng)而增大；浸取劑pH值越低，浸出濃度越高；固體廢棄物粒度越粗，超聲波作用越明顯。超聲波對(duì)碳酸化反應(yīng)也有強(qiáng)化效果，與機(jī)械攪拌相比，在超聲波作用下碳酸化反應(yīng)程度更高，固碳率提高42.9％。
　　本文以聚酯80為載體制備了可催化促進(jìn)CO2水合反應(yīng)的固定化碳酸酐酶，獲得了固定碳酸酐酶的最優(yōu)制備條件，并比較了固定化碳酸酐酶和游離態(tài)酶的酶學(xué)性能；然后將固定化碳酸酐酶作為吸收塔的填料，考察了固定化酶催化吸收CO2的性能。結(jié)果

4、表明：碳酸酐酶的最優(yōu)固定條件為：固定過(guò)程中緩沖Tris溶液的pH值為7.5，固定化反應(yīng)時(shí)間為24h，反應(yīng)溫度為35℃，加酶量為1mL酶液(0.1mg/mL)/g聚酯80載體。碳酸酐酶經(jīng)固定化后，最適反應(yīng)溫度為25℃，比游離態(tài)酶低了5℃，最適反應(yīng)pH值為8.0，比游離態(tài)酶提高近一個(gè)pH值單位，并且固定化酶的pH值穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性和貯藏穩(wěn)定性都得到了較大程度提高。固定化碳酸酐酶作為填料催化吸收CO2過(guò)程中，吸收效率隨著進(jìn)口CO2