钙基吸收剂碳酸化煅烧循环分离CO2实验研究

论文摘要

化石燃料的利用会排放出大量的CO2,而由此引起的温室效应是全球气候变暖的主要原因。在众多的CO2分离技术中,基于CaO碳酸化煅烧循环的CCRs技术是一种具有广阔应用前景的CO2分离技术。本文针对流化床在CCRs技术中的应用做了相关的探索和研究,并且还以热重分析仪研究了多次碳酸化煅烧循环过程中碳酸化转化率的变化规律以及纯CO2气氛下的CaCO3煅烧反应动力学。利用热重分析仪研究了碳酸钙在多次碳酸化煅烧循环过程中的碳酸化转化率的变化规律,并与Abanades的一般拟合参数的模型结果进行了比较,提出了本实验中最佳的拟合参数。反应动力学分析得到本实验中纯CO2气氛下的CaCO3煅烧反应的活化能为3766.8kJ/mol,最概然的模型机理函数为:G（α）=1-（1-α）1/2。进行了以石灰石作为钙基吸收剂在小型石英管流化床内多次碳酸化煅烧循环的实验研究。实验结果表明,碳酸化和煅烧反应时间均随着循环次数的增加而减少,吸收剂比表面积减小和孔隙结构恶化使得碳酸化转化率逐次降低,碳酸化气氛中的CO2浓度以及吸收剂与SO2的硫酸化反应都会对碳酸化转化率有影响。搭建了一种适用于CCRs技术的内循环双联通流化床冷态实验装置,获得了循环回路中的压力分布,探讨了不同运行条件下固体颗粒循环流率以及外鼓泡床压降的变化规律,根据外鼓泡床的压降对外鼓泡床内的平均固体颗粒浓度进行了分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 2分离技术概况'>1.2 C0₂分离技术概况
• 1.3 CCRs 技术原理概述
• 1.4 CCRs 技术的实施
• 1.5 本文研究内容
• 2 钙基吸收剂碳酸化煅烧循环的热重研究
• 2.1 热重分析实验装置与方法
• 2.2 碳酸化煅烧循环过程中反应特性变化
• 2.3 本章小结
• 3 流化床内钙基吸收剂碳酸化煅烧实验研究
• 3.1 实验装置与方法
• 2浓度变化规律'>3.2 多次碳酸化煅烧循环时C0₂浓度变化规律
• 3.3 多次煅烧循环时碳酸化转化率变化规律
• 3.4 本章小结
• 4 内循环双流通流化床冷态实验研究
• 4.1 实验装置及实验过程描述
• 4.2 实验原理及方法
• 4.3 循环回路压力分布
• 4.4 运行条件对固体颗粒循环流率的影响
• 4.5 外鼓泡床中压降的变化规律
• 4.6 本章小结
• 5 全文总结与建议
• 5.1 全文总结
• 5.2 下一步工作建议
• 致谢
• 参考文献