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中国电机工程学报 2011年第8期31卷 45-50页

作者：罗聪郑瑛丁宁吴琪珑郑楚光煤燃烧国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

钙基高温碳化/煅烧循环的燃后CO2分离技术已经被证明为燃煤电厂尾气CO2捕捉最有吸引力的方式之一。但是,随着循环反应次数的增加,再生的CaO的捕捉效率迅速降低。为了提高多次循环后CaO的碳化效率。文中采用了溶胶凝胶燃烧合成法制备了... 详细信息

钙基高温碳化/煅烧循环的燃后CO2分离技术已经被证明为燃煤电厂尾气CO2捕捉最有吸引力的方式之一。但是,随着循环反应次数的增加,再生的CaO的捕捉效率迅速降低。为了提高多次循环后CaO的碳化效率。文中采用了溶胶凝胶燃烧合成法制备了纳米复合CaO/MgO吸收剂,其中CaO与MgO的摩尔比为10:1。研究结果表明,采用该方法所制备的钙基吸收剂微观结构蓬松,更有利于增强吸收剂在高温碳酸化过程中的CO2吸附能力。新型复合吸收剂虽然MgO的掺杂量较小,但是仍然具有良好的循环反应性能,孔隙结构在碳化/煅烧过程中相对保持稳定。在30次碳化/煅烧循环后,其碳化效率达到66%,远高于普通分析纯CaO吸收剂。

关键词： CO2 CaO MgO 碳化效率溶胶凝胶燃烧合成法

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掺杂镧铝盐对钙基循环捕捉CO_2能力的影响

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中国电机工程学报 2010年第29期30卷 49-54页

作者：罗聪郑瑛丁宁吴琪珑边关郑楚光华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北省武汉市430074

钙基循环已经被证明是燃煤电厂尾气CO2捕捉最有吸引力的方式之一。但是,随着循环反应次数的增加,再生的CaO的捕捉效率迅速降低。为提高多次循环后CaO的碳化效率和吸收容积,采用燃烧合成法制备不同掺杂质量比例的改性CaO/La2O3、CaO/Ca12... 详细信息

钙基循环已经被证明是燃煤电厂尾气CO2捕捉最有吸引力的方式之一。但是,随着循环反应次数的增加,再生的CaO的捕捉效率迅速降低。为提高多次循环后CaO的碳化效率和吸收容积,采用燃烧合成法制备不同掺杂质量比例的改性CaO/La2O3、CaO/Ca12Al14O33、CaO/LaAlO3吸收剂。研究结果表明,不同量地掺杂镧盐或铝盐均能大幅提高钙基CO2吸收剂的碳化效率,其中单独掺杂铝盐较镧盐使CaO循环捕捉CO2的效果更好。但是同时掺杂2者时,生成的LaAlO3作为极具活性的催化物质,只需要较小的掺杂量(5%),就可以使吸收剂在15个碳化/煅烧循环后仍然获得超过0.4(gCO2/g吸收剂)的吸收容积。而单独掺杂铝盐,所生成的Ca12Al14O33作为一种惰性骨架物质,只有在掺杂量较大(>10%)时才能使吸收剂获得等量的吸收容积。

关键词： CO2捕捉钙基循环碳化效率吸收容积

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碳化养护混凝土过程中CO2迁移规律及控制机制研究

碳化养护混凝土过程中CO2迁移规律及控制机制研究

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作者：徐红新济南大学

学位级别：硕士

碳化养护混凝土是一种极具前景的混凝土养护技术,其养护周期短、能耗低,养护后的混凝土制品力学、耐久性能优良等优点使其应用备受关注,但由于目前碳化养护混凝土制品的工艺及技术的不成熟,导致制品碳化的不均匀、不充分的问题未得到彻... 详细信息

碳化养护混凝土是一种极具前景的混凝土养护技术,其养护周期短、能耗低,养护后的混凝土制品力学、耐久性能优良等优点使其应用备受关注,但由于目前碳化养护混凝土制品的工艺及技术的不成熟,导致制品碳化的不均匀、不充分的问题未得到彻底解决,特别是养护过程中CO气体的迁移规律和影响因素并不明确。因此,掌握CO在碳化养护混凝土过程中的扩散规律以及控制方法,具有十分重要的意义。本论文以碳化深度等为主要指标,通过改变混凝土内部结构和碳化养护条件等条件,探究单一变量对混凝土养护过程中CO的迁移规律的影响,并在此基础上建立CO养护混凝土的迁移系数及深度模型,以研究CO在碳化混凝土中的控制机制。并借助孔结构、扫描电镜分析、X射线衍射矿相分析等对碳化前后水泥基体内部微观结构的变化进行了分析,取得的主要实验结果如下:1碳化养护混凝土的微观结构与组成随水灰比的增大,碳化效果提高,碳化养护4h水灰比为0.60时碳化效果最好,碳化深度16.43mm,强度比碳化前提高90.21%,但固碳率为15.12%,低于水灰比为0.50时的15.87%。采用较大水灰比,适当泌水现象的发生使净浆内部的连通孔数目及尺寸都变大,有利于CO的迁移,而过大的水灰比导致水泥熟料的缺失,使其固定CO的能力及强度都减弱。碳化时间对于CO迁移的影响在前6小时比较显著,更长时间的增益不大;碳化养护能够改善水泥基体的内部结构,水灰比为0.45的净浆碳化养护后总孔隙率降低54.01%,多害孔(>0.2μm)的孔体积降低了84.25%。碳化养护过程中,发生碳化反应的主要是C2S、C3S和Ca(OH)2,C-S-H的反应量很小。2 CO在混凝土中扩散的影响因素及控制机制研究对于砂浆:所使用河砂级配与富勒理想级配曲线程度越偏离,砂浆内部CO迁移深度则越大,最高可达20.63mm;使用单一粒径区间的河砂,随砂尺寸的增大,CO在砂浆内部的迁移变得困难,砂子粒径为2.16-4.78mm时,碳化深度仅为5.71mm;随胶砂比的减小,CO的迁移能力变强;掺合料的加入使砂浆的碳化深度变大的同时降低固碳率,且随掺量的增加,碳化深度随之增大,这与水泥熟料的缺失有直接的关系。对于混凝土组成:对于单一粒径的粗骨料,粒级的减小更有利于CO的迁移以及碳化的发生,最佳粒级为5-10mm;砂率的提高与水灰比的减少均会导致碳化深度的减小;提高水泥用量则对CO的扩散无益,水泥用量为360 kg/m3时,CO迁移深度最大。对于碳化工艺:合理的预处理方式与时间可以高效降低混凝土的含湿量,提高碳化效率。CO气体压力的增大使CO更易进入试样内部,CO分压为0.45MPa时碳化深度高达17.25mm。养护温度在65℃时,养护湿度在70%左右时碳化效果最好,过高或过低的温度或湿度都将降低CO在混凝土中的扩散能力。3多系数CO扩散系数及碳化深度预测模型的建立根据水灰比、砂率、水泥用量、碳化时间、碳化温度、碳化压力对于碳化深度的影响建立了多系数CO扩散系数公式,试验证明:CO扩散系数与水灰比成线性关系,与水泥用量、碳化压力成二次函数关系,与水泥用量和砂率成三次函数关系,与碳化时间的平方成正比关系。由CO扩散系数公式推导的碳化深度预测公式如下:

关键词：碳化养护碳化深度碳化效率预测模型

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氢氧化钙的加速碳化机理研究

氢氧化钙的加速碳化机理研究

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作者：李勇大连理工大学

学位级别：硕士

矿物固碳因其储碳量最大、碳储存时间最长成为最具潜力的固碳方法,且矿物碳化是作为传统石灰质胶凝材料强度的主要来源。通常情况下,矿物碳化可分别在溶液状态下(液固比>1)、固体状态下(液固比<1)进行。溶液状态下碳化主要是利用溶液萃... 详细信息

矿物固碳因其储碳量最大、碳储存时间最长成为最具潜力的固碳方法,且矿物碳化是作为传统石灰质胶凝材料强度的主要来源。通常情况下,矿物碳化可分别在溶液状态下(液固比>1)、固体状态下(液固比碳化主要是利用溶液萃取可碳化矿物离子,通过向溶液中通入二氧化碳反应生成碳酸盐来达到吸收二氧化碳的目的。而固体碳化法,是对粉末矿物经过压制成型后,将其至于二氧化碳气体气氛中进行碳化。本课题采用固体碳化方法,研究氢氧化钙的碳化机理,为碳化工业废弃物制备建材制品提供理论依据。本研究分别探讨了试块成型压力、二氧化碳气体压力、外来离子(镁离子,有机大分子β-环糊精等)等因素对氢氧化钙碳化的影响;通过分析碳化效率(碳化增重率)、试块抗压强度、碳化产物晶体形貌等性能参数,提出了新的碳化路径模型。研究的主要工作及成果包括： (1)成型压力的影响：试验结果显示,在不同成型压力下(压力范围0MPa-14MPa),随着成型压力增大,氢氧化钙碳化增重率呈现先升高后降低的趋势,低成型压力有利于矿物早期碳化。而碳化产物形貌也随着成型压力的变化而变化：当成型压力小时,碳化生成的碳酸钙为菱面体状;当成型压力达到8MPa时,生成的碳酸钙变为椭球形,并且产物之间粘结更加紧密,因此间接提高了材料强度。 (2)CO2气体压力的影响：在不同CO2气体压力(0.05MPa-0.50MPa)下,随着气体压力的提高,碳化效率先提高再降低;试块抗压强度随着气体压力提高而增加。且通过碳化增重率及TG结果可知,0.20MPa为最佳碳化气体压力。 (3)外来离子的影响：在外来离子Mg2+及β-环糊精的影响下,氢氧化钙的碳化效率发生了改变。SEM图片显示,适量Mg2+的掺入能够细化碳化产物,使结构疏松;在钙镁摩尔比为5时,碳化增重率达到最大;而β-环糊精的掺入,虽然在前期抑制了氢氧化钙的碳化,但促进了氢氧化钙的后期碳化,并且对碳化产物的形貌产生了很大影响。 (4)碳化路径分析：通过对以上影响氢氧化钙碳化的因素的研究,并结合碳化试块碳化后横截面图片及TGA测试,试验得出了压力成型氢氧化钙试块的碳化过程顺序主要为：首先碳化由外及里进行,但在后期碳化过程中,试块内部的碳化程度逐渐高于外部,这里可以认为碳化由里及外的进行。在本论文研究的试验条件下,氢氧化钙的碳化产物主要为方解石晶型碳酸钙及少量非晶态碳酸钙。本论文结论,为矿物碳化的研究提供了理论依据和可靠的参数;并且碳化环境接近自然条件,对仪器设备没有过于苛刻的要求,适合进行大规模的实际应用。

关键词：矿物碳化氢氧化钙压力成型碳化效率碳化路径

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