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CaO-Ca9Al6O18吸收剂的碳酸化反应动力学

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化工学报 2013年第2期64卷 532-538页

作者：谢苗苗周志明祁阳程振民华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以柠檬酸钙和硝酸铝为前体,采用湿法混合法制备了CaO质量分数为80%的CaO-Ca9Al6O18吸收剂,并对其CO2吸收性能进行了研究。结果表明,CaO-Ca9Al6O18具有优异的CO2吸收容量和长周期循环使用稳定性,经过50次循环使用后,其转化率仍保持在78%... 详细信息

以柠檬酸钙和硝酸铝为前体,采用湿法混合法制备了CaO质量分数为80%的CaO-Ca9Al6O18吸收剂,并对其CO2吸收性能进行了研究。结果表明,CaO-Ca9Al6O18具有优异的CO2吸收容量和长周期循环使用稳定性,经过50次循环使用后,其转化率仍保持在78%以上,远优于传统的CaO吸收剂。在500～700℃和CO2分压为0.005～0.015MPa条件下,研究了CaO-Ca9Al6O18吸收剂的碳酸化反应动力学,分别采用离子反应模型和表观模型描述化学反应动力学控制阶段(快反应段)和产物层扩散阶段(慢反应段)。实验测得的吸收剂转化率与模型预测值吻合较好,快慢反应段的活化能分别为25.6、***-1。该动力学模型可准确模拟CaO-Ca9Al6O18吸收剂在长周期循环使用条件下的碳酸化反应。

关键词： CaO-Ca9Al6O18 CO2吸收剂稳定性碳酸化反应动力学模型

负载型K_2CO_3/Al_2O_3二氧化碳吸收剂的碳酸化反应特性

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化工学报 2009年第4期60卷 1022-1027页

作者：赵传文陈晓平赵长遂东南大学能源与环境学院江苏南京210096

The carbonation characteristics of K2CO3/Al2O3 supported sorbent for CO2 capture was investigated with thermogravimetric apparatus(TGA),X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy analysis(SEM)and N2 *** results showed that the carbonation rate of K2CO3 before being loaded on Al2O3 was ***,the K2CO3/Al2O3supported sorbent showed excellent carbonation *** difference in carbonation behavior between K2CO3and K2CO3/Al2O3supported sorbent was analyzed from the microscopic *** analytical reagent K2CO3 sample was of monoclinic crystal structure and could react quickly with H2O in the experimental carbonation environment to produce K2CO3·1.5H2O,which was unfavorable to carbonation *** K2CO3was loaded on Al2O3,the surface area and porosity of the sorbent was improved *** the carbonation properties of the K2CO3/Al2O3 supported sorbent was also improved.

关键词： CO2捕集固体吸收剂 K2CO3/Al2O3 碳酸化反应

钠基负载型固体CO_2吸收剂碳酸化反应特性

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煤炭学报 2015年第9期40卷 2200-2206页

作者：董伟陈晓平余帆吴烨东南大学能源与环境学院江苏南京210096 东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室江苏南京210096

针对钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO2技术存在的吸收剂活性成分碳酸钠与CO2的反应活性较低的问题,分别选取硅藻土、粗孔硅胶、Zr O2、Ti O2和γ-氧化铝作为载体,Na2CO3作为活性成分,采用浸渍法制备成5种钠基吸收剂。利用热重分析装置、XR... 详细信息

针对钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO2技术存在的吸收剂活性成分碳酸钠与CO2的反应活性较低的问题,分别选取硅藻土、粗孔硅胶、Zr O2、Ti O2和γ-氧化铝作为载体,Na2CO3作为活性成分,采用浸渍法制备成5种钠基吸收剂。利用热重分析装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究各吸收剂的CO2捕捉性能。结果表明:分析纯Na2CO3与CO2的反应非常微弱;负载于硅藻土、粗孔硅胶和Zr O2后,Na2CO3主要发生水合反应,生成Na2CO3·1.5H2O,CO2吸收性能差;负载于Ti O2后,碳酸化反应产物除了Na HCO3外,还有新产物Na5H3(CO3)4,CO2的吸收量低;负载于γ-氧化铝后,碳酸化反应产物仅为Na HCO3,反应速率快,CO2吸收量大,并从微观角度揭示了载体孔隙结构对碳酸化反应的影响机理。

关键词：固体吸收剂 CO2捕捉碳酸化反应 Na2CO3 Al2O3

负载型钾基CO_2吸收剂的结构表征和碳酸化反应特性

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化工学报 2009年第7期60卷 1800-1805页

作者：赵传文陈晓平赵长遂东南大学能源与环境学院江苏南京210096

The structure identification and carbonation characteristics of several potassium-based supported sorbents for CO2 capture were investigated with TGA,XRD,XRF,SEM and N2 adsorption ***-based sorbents were prepared by impregnation with potassium carbonate on supports,such as cocoanut activated charcoal(AC1),coal active carbon(AC2),silica gel(SG)and diatomite(DT)using the iso-volume impregnation *** results showed that the K2CO3 loading amounts of AC1,AC2,SG and DT were 24.1%,22.5%,21.7% and 19.1% *** surface area and pore volume of K2CO3/AC1 and K2CO3/AC2 were larger than *** contrast,those of K2CO3/DT were *** K2CO3/SG,pore volume was large but surface area was small.K2CO3/AC1 and K2CO3/AC2 showed excellent carbonation ***,the carbonation capacities of K2CO3/SG and K2CO3/DT were *** difference in carbonation capacity of those sorbents were attributed to the difference in pore structure,leading to different supported sorbents.

关键词： CO2 捕集钾基吸收剂碳酸化反应孔隙结构

水泥工业富氧燃烧条件下钙基捕集剂的碳酸化反应动力学

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硅酸盐学报 2014年第8期42卷 1042-1046页

作者：段永华李辉张乐乐范潇闵永刚西安建筑科技大学西安710055 陕西循环经济工程技术院西安710055

以天然石灰石煅烧制备的钙基捕集剂循环煅烧/碳酸化协同捕集水泥富氧燃烧工业烟气中的CO2为研究背景,采用热重分析仪对钙基捕集剂的碳酸化反应动力学进行研究。采用改进的双外推法对反应动力学参数进行计算。结果表明:化学控制阶段的反... 详细信息

以天然石灰石煅烧制备的钙基捕集剂循环煅烧/碳酸化协同捕集水泥富氧燃烧工业烟气中的CO2为研究背景,采用热重分析仪对钙基捕集剂的碳酸化反应动力学进行研究。采用改进的双外推法对反应动力学参数进行计算。结果表明:化学控制阶段的反应模型是随机成核和随后生长模型,得到了最概然机理函数,反应级数为1/2;扩散控制阶段的反应模型是相边界反应收缩球模型,得到了最概然机理函数,反应级数为1/3;当气氛中CO2浓度由50%增加至80%时,化学控制和扩散控制两阶段的活化能分别由147.58和215.03kJ/mol降低至130.06和170.10kJ/mol。

关键词：钙基捕集剂富氧燃烧技术水泥工业碳酸化反应反应动力学双外推法

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镁钙砂细粉碳酸化反应的热分析动力学研究

耐火材料 2005年第5期39卷 371-375页

作者：吴芸芸梁永和易德莲赵敏伦武汉科技大学高温陶瓷与耐火材料湖北省重点实验室武汉430081

采用单一扫描速率法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性动力学研究提供相关信息。结果表明:镁钙砂中的MgO仅发生轻微碳酸化,因其碳酸化温度较低、反应量较小,且反应产物MgCO3在400℃后即开始分... 详细信息

采用单一扫描速率法对镁钙砂细粉的碳酸化反应进行了热分析动力学研究,为镁钙砂颗粒表面碳酸化改性动力学研究提供相关信息。结果表明:镁钙砂中的MgO仅发生轻微碳酸化,因其碳酸化温度较低、反应量较小,且反应产物MgCO3在400℃后即开始分解,因此不会对镁钙砂中CaO的碳酸化反应产生太大影响;镁钙砂中CaO碳酸化反应的最大转化速率出现在700℃左右,碳酸化反应前期(相对转化率约小于38%)机理可用n=2的Avrami-Erofeev成核生长模式(机理)函数描述,后期(相对转化率约大于38%)则可用Ginstling-Brounshtein三维扩散模式(机理)函数描述。

关键词：镁钙砂碳酸化反应反应动力学动力学研究热分析细粉相关信息颗粒表面反应产物转化速率

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含铁粉尘碳酸化反应动力学研究

过程工程学报 2013年第1期13卷 83-87页

作者：石焱刘文会胡长庆东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004 河北联合大学冶金与能源学院河北省现代冶金技术重点实验室河北唐山063009

通过热重实验对含铁粉尘碳酸化反应动力学进行了研究,建立了碳酸化反应的未反应收缩核模型,分析了反应温度对反应控制阶段动力学特性参数的影响规律.结果表明,提高反应温度有利于碳酸化球团的转化;碳酸化反应温度由400℃升高到600℃时,... 详细信息

通过热重实验对含铁粉尘碳酸化反应动力学进行了研究,建立了碳酸化反应的未反应收缩核模型,分析了反应温度对反应控制阶段动力学特性参数的影响规律.结果表明,提高反应温度有利于碳酸化球团的转化;碳酸化反应温度由400℃升高到600℃时,CaO转化率明显增大,800℃达到最大;碳酸化反应的总速率受到内扩散和界面化学反应共同控制,反应前期化学反应为限制环节,反应速率较快,反应后期内扩散为限制环节,反应速率变慢;在200～800℃的反应活化能为11.091kJ/mol.

关键词：含铁粉尘碳酸化反应转化率未反应收缩核模型动力学

笼状纳米CaO基吸附剂碳酸化反应动力学研究

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化学反应工程与工艺 2017年第6期33卷 487-492页

作者：平浩梁刘昊吴素芳浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310027

为了研究笼状纳米CaO基吸附剂快速段碳酸化反应特性,采用热重分析仪(TGA)考察了该吸附剂在反应温度813~933 K、CO_2分压0.01~0.02 MPa条件下的碳酸化反应。根据笼状纳米CaO基吸附剂碳酸化反应速率曲线的特点,提出了适合笼状吸附剂的划... 详细信息

为了研究笼状纳米CaO基吸附剂快速段碳酸化反应特性,采用热重分析仪(TGA)考察了该吸附剂在反应温度813~933 K、CO_2分压0.01~0.02 MPa条件下的碳酸化反应。根据笼状纳米CaO基吸附剂碳酸化反应速率曲线的特点,提出了适合笼状吸附剂的划分快速段和慢速段的新判据,并用Boltzmann方程拟合了笼状纳米CaO在快速反应段的动力学方程,其计算结果与实验数据吻合较好,平均相对偏差小于5.78%。自制的笼状纳米CaO吸附剂下碳酸化反应活化能为26.66 kJ/mol,较商用纳米CaO低3.54 kJ/mol,体现了笼状纳米钙基吸附剂碳酸化反应速率优于商用纳米氧化钙的反应速率。

关键词：笼状纳米氧化钙二氧化碳捕集碳酸化反应快速反应段动力学方程

CO_2矿化反应基础研究Ⅱ.有机胺介质中碳酸化反应热力学研究

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燃料化学学报 2011年第11期39卷 871-875页

作者：张建树张荣毕继诚中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室山西太原030001 中国科学院研究生院北京100049

对有机胺介质中CaCl2与二氧化碳的碳酸化反应进行了研究,在二氧化碳压力为2 MPa～5 MPa、CaCl2浓度为1.31 mol/L～2.44 mol/L下考察了压力和浓度对该多相反应体系碳酸钙收率和有机胺萃取效率的影响。结果表明,碳酸化反应过程中碳酸钙收... 详细信息

对有机胺介质中CaCl2与二氧化碳的碳酸化反应进行了研究,在二氧化碳压力为2 MPa～5 MPa、CaCl2浓度为1.31 mol/L～2.44 mol/L下考察了压力和浓度对该多相反应体系碳酸钙收率和有机胺萃取效率的影响。结果表明,碳酸化反应过程中碳酸钙收率和有机胺萃取效率随二氧化碳压力和CaCl2初始浓度的增大而增加。结合Pitzer电解质溶液模型、二氧化碳溶解模型对该多相反应进行热力学平衡分析。有机胺的萃取平衡决定了HCl在有机相和水相的分配平衡,水相中H+浓度限制H2CO3解离,制约碳酸钙沉淀反应。CaCl2浓度大小影响了HCO3-和CO32-的活度系数,对沉淀/溶解平衡也有一定影响。热力学平衡转化率与实验结果接近,表明该反应受化学反应平衡控制。

关键词： CO2矿化 Pitzer模型电解质溶液碳酸化反应萃取