多孔介质浸渍碳酸盐脱除烟气中CO的基础研究

摘要

本文对多孔介质浸渍碳酸盐脱除烟气中二氧化碳进行了探讨。本研究选取活性炭、活性Al<,2>O<,3>颗粒以及活性矾土三种多孔介质为载体，将载体浸渍K<,2>CO<,2>/Na<,2>CO<,3>制成吸收剂，进行干法脱除CO<,2>的探索性基础研究。结果表明：三种多孔介质浸渍K<,2>CO<,2>/Na<,2>CO<,3>脱除CO<,2>的能力从大到小依次为：活性Al<,2>O<,3>颗粒>活性炭>活性矾土；浸渍液溶质K<,2>CO<,3?脱除CO<,2>的能力优于Na<,2>CO<,3>。影响CO<,2>脱除效果的主要因素为吸收剂颗粒粒径、K<,2>CO<,2>/Na<,2>CO<,3>担载量以及气体流速。活性炭、活性Al<,2>O<,3>颗粒和活性矾土的最佳粒径范围分别为d=0.30-0.63mm、d=0.63-1.00mm和d=0.10-0.30mm。最佳试验工况如下：浸渍时间为2h，烘干时间为5h，ω(H<,2>O)/ω(CO<,2>)为1；K<,2>CO<,3>和Na<,2>CO<,3>为浸渍液溶质时，其吸收温度分别为100℃和60℃。除活性矾土浸渍K<,2>CO<,3>脱除CO<,2>的最佳气体流速为0.20m/s外，其余吸收试验的最佳气体流速均为0.15m/s。选择的多孔介质载体不同，K<,2>CO<,3>/Na<,2>CO<,3>担载量也各不相同，如活性炭和活性Al<,2>O<,3>颗粒浸渍K<,2>CO<,3>脱除CO<,2>的最佳K<,2>CO<,3>担载量分别为30％和40％。活性炭浸渍K<,2>CO<,3>和Na<,2>CO<,3>脱除CO<,2>的适宜CO<,2>体积百分含量分别为13％和16％，由此说明多孔介质浸渍碳酸盐法较适宜电厂烟气中CO<,2>的脱除。

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文摘

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论文说明：符号表

声明

第一章绪论

1.1课题背景及意义

1.2烟气中CO2分离和捕集方法的比较

1.2.1吸附分离法

1.2.2膜分离法

1.2.3低温蒸馏法

1.2.4 O2/CO2燃烧技术

1.2.5化学吸收法

1.3国内外研究概况

1.3.1变压吸附法

1.3.2膜分离法

1.3.3 O2/CO2燃烧技术

1.3.4化学吸收法

第二章试验装置与试验过程

2.1试验装置

2.1.1气体发生子系统

2.1.2气体预热和蒸汽产生子系统

2.1.3反应子系统

2.1.4气体分析子系统

2.2干法钠基吸附剂脱除CO2的技术原理

2.3试验原料及过程

2.3.1试验原料

2.3.2吸收剂制备过程

2.3.3吸收试验过程

2.3.4解吸试验过程

2.4数据处理

2.5本章小结

第三章多孔介质浸渍K2CO3/Na2CO3脱除CO2的吸收试验研究

3.1活性炭浸渍K2CO3脱除CO2

3.1.1吸收剂加入量m的影响

3.1.2浸渍时间的影响

3.1.3烘干时间的影响

3.1.4活性炭颗粒粒径的影响

3.1.5 K2CO3担载量的影响

3.1.6吸收温度的影响

3.1.7气体流速的影响

3.1.8 CO2含量的影响

3.1.9水蒸气含量的影响

3.1.10试验重复性

3.2活性炭浸渍Na2CO3脱除CO2

3.2.1 Na2CO3担载量的影响

3.2.2吸收温度的影响

3.2.3气体流速的影响

3.2.4 CO2含量的影响

3.2.5水蒸气含量的影响

3.3活性Al2O3颗粒浸渍K2CO3脱除CO2

3.3.1活性Al2O3颗粒粒径的影响

3.3.2 K2CO3担载量的影响

3.4活性矾土浸渍K2CO3脱除CO2

3.4.1活性矾土粒径的影响

3.4.2 K2CO3担载量的影响

3.4.3吸收温度的影响

3.4.4气体流速的影响

3.5活性矾土浸渍Na2CO3脱除CO2

3.5.1 Na2CO3担载量的影响

3.5.2吸收温度的影响

3.5.3气体流速的影响

3.6三种多孔介质浸渍K2CO3脱除CO2的比较

3.7反应速率的计算与比较

3.7.1气体流速对反应速率的影响

3.7.2颗粒粒径对反应速率的影响

3.7.3 K2CO3担载量对反应速率的影响

3.8本章小结

第四章多孔介质浸渍K2CO3/Na2CO3脱除CO2的解吸试验研究

4.1活性炭浸渍K2CO3脱除CO2的解吸

4.1.1解吸温度的影响

4.1.2气体流速的影响

4.1.3活性炭粒径影响的解吸试验

4.1.4 K2CO3担载量影响的解吸试验

4.2活性炭浸渍Na2CO3脱除CO2的解吸

4.2.1解吸温度的影响

4.2.2气体流速的影响

4.2.3 Na2CO3担载量影响的解吸试验

4.3活性Al2O3颗粒浸渍K2CO3脱除CO2的解吸

4.3.1活性Al2O3颗粒粒径影响的解吸试验

4.3.2 K2CO3担载量影响的解吸试验

4.4活性矾土浸渍K2CO3脱除CO2的解吸

4.4.1解吸温度的影响

4.4.2活性矾土粒径影响的解吸试验

4.4.3 K2CO3担载量影响的解吸试验

4.5活性矾土浸渍Na2CO3脱除CO2的解吸

4.5.1解吸温度的影响

4.5.2 Na2CO3担载量影响的解吸试验

4.6吸收剂耐久性试验

4.6.1活性炭浸渍K2CO3脱除CO2的耐久性试验

4.6.2活性炭浸渍Na2CO3脱除CO2的耐久性试验

4.6.3活性Al2O3颗粒浸渍K2CO3脱除CO2的耐久性试验

4.6.4活性矾土浸渍K2CO3脱除CO2的耐久性试验

4.6.5活性矾土浸渍Na2CO3脱除CO2的耐久性试验

4.7本章小结

第五章全文总结

致谢

参考文献

作者硕士期间发表论文