检索结果-南通市图书馆

修饰钙基材料循环捕集CO2后的水合/脱水储热性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

修饰钙基材料循环捕集CO2后的水合/脱水储热性能研究

作者：孙超颖山东大学

学位级别：硕士

在太阳能储热技术中,CaO/Ca(OH)2体系(CaO水合/脱水循环)以其储热密度高、损失小和安全无毒,被认为是最有前景的大规模储热体系之一。钙循环技术利用CaO的循环碳酸化/锻烧反应捕集燃煤电厂产生的CO2。本文提出钙循环捕集CO2与CaO/Ca(OH)... 详细信息

在太阳能储热技术中,CaO/Ca(OH)2体系(CaO水合/脱水循环)以其储热密度高、损失小和安全无毒,被认为是最有前景的大规模储热体系之一。钙循环技术利用CaO的循环碳酸化/锻烧反应捕集燃煤电厂产生的CO2。本文提出钙循环捕集CO2与CaO/Ca(OH)2体系热化学储热耦合新工艺,有望同时实现钙循环捕集CO2和热化学储热,达到燃煤电站捕集CO2和降低煤耗的目的。本文研究了经历碳酸化/煅烧后石灰石的循环水合/脱水储热性能,研究了水合条件、脱水条件和粒径等因素对CaO储热性能的影响,确定了最佳水合条件和脱水条件:CaO的水合温度是400℃,水合时间5min;CaO的脱水温度是550℃,脱水时间10min。10次水合/脱水储热循环后,CaO的水合转化率高达0.83mol/mol。随储热循环次数增加,CaO储热性能降低,由于CaO晶粒变小,不利于水蒸气的吸收和扩散,而且空气中的CO2与样品中Ca(OH)2发生反应生成CaCO3，CaCO3在脱水过程难以分解,这导致CaO储热性能衰减。在水合/脱水储热循环中,CaO在30-100nm孔径范围内的孔容减少,而这部分孔可能是CaO进行水合反应的重要区域,因此其储热性能随循环储热次数增加而下降。为了提高石灰石的循环水合/脱水储热性能,提出采用醋酸溶液修饰石灰石的方法,制备醋酸修饰石灰石。研究脱碳循环次数和煅烧条件对循环脱碳后醋酸修饰石灰石循环储热性能的影响。与石灰石相比,醋酸修饰石灰石具有更高的储热性能,10次脱碳循环再经10次储热循环后,醋酸修饰石灰石仍具有较高的水合转化率,高达0.79mol/mol,比石灰石高20%。醋酸修饰改善了CaO孔隙结构,拥有更高比表面积和比孔容,具有更多30-100nm孔隙,有利于水合反应的进行,因此循环脱碳后醋酸修饰石灰石的储热性能比石灰石更高。在储热循环中加入脱碳过程,可以提高储热循环后醋酸修饰石灰石的再储热性能。以醋酸、石灰石和硝酸亚铈为原料,制备铈修饰石灰石。研究CaO/CeO2质量比对铈修饰石灰石储热性能的影响。当CaO/CeO2的质量比是90/10时,铈修饰石灰石储热性能最高,10次脱碳循环再经10次储热循环后,铈修饰石灰石的水合转化率高达0.87mol/mol,比醋酸修饰石灰石高11%。CeO2具有较高抗烧结性能,为CaO提供了良好支撑作用,从而提高了其储热性能。经过多次脱碳循环再经储热循环后,铈修饰石灰石孔隙结构得到改善,比表面积和比孔容变大,尤其是10-100nm范围内的孔隙大幅度增加,这使循环脱碳后铈修饰石灰石的再脱碳性能得到了提高;同时脱碳过程也提高了铈修饰石灰石再储热性能。铈修饰石灰石是一种良好的脱碳和储热材料。

关键词：石灰石钙循环 CaO/Ca(OH)2储热热化学储热

包覆改性纳米碳酸钙的制备及CO2循环吸附性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

包覆改性纳米碳酸钙的制备及CO2循环吸附性能研究

作者：王燕浙江大学

学位级别：硕士

CaO具有与CO2化学计量反应吸附容量、成本低、来源丰富等优点,CaO与CO2吸附-脱附的钙循环过程,广泛用于烟气脱碳、反应吸附强化甲烷蒸汽重整制氢等过程。但是在钙循环过程中,随着循环次数的增加,吸附剂的CO2吸附能力显著衰减是制约CaO基... 详细信息

CaO具有与CO2化学计量反应吸附容量、成本低、来源丰富等优点,CaO与CO2吸附-脱附的钙循环过程,广泛用于烟气脱碳、反应吸附强化甲烷蒸汽重整制氢等过程。但是在钙循环过程中,随着循环次数的增加,吸附剂的CO2吸附能力显著衰减是制约CaO基C02吸附剂工业应用的关键问题。因此,研究CaO基C02吸附剂在循环反应过程中吸附容量的稳定性(简称稳定性)的提高,在环境、化工石油等行业都有重要的理论和现实意义。本文研究以纳米碳酸钙为吸附剂前驱体,采用吸附相反应技术,分别采用TiO2、MgO以及A1203对纳米碳酸钙进行表层包覆改性,制备包覆改性的纳米CaO基CO2吸附剂。研究改性后纳米碳酸钙性能和纳米CaO基CO2吸附剂的循环吸附容量稳定性提高的原理和方法。首先采用吸附相反应技术制备Ti02包覆纳米碳酸钙,研究了Ti02含量和制备温度对改性吸附剂的稳定性的影响,结果表明：Ti02含量为10wt%时的纳米CaCO3制备的CaO具有最好的吸附稳定性和高吸附容量,30次循环后吸附容量仍有4.8mol/kg吸附剂。在较低的温度下(0-20℃)制备Ti02包覆的纳米CaCO3,有利于形成相对均匀的TiO2包覆层,使吸附剂稳定性提高。采用吸附相反应技术制备MgO包覆纳米碳酸钙,研究了包覆中MgO的原料、MgO的含量以及改性吸附剂的热处理温度等对吸附剂的稳定性的影响。研究得到最佳MgO含量为12wt%,最佳吸附温度为650℃-700℃，此时吸附剂的吸附容量和稳定性有大幅提高。与直接混合或沉淀法等方法制备的MgO改性吸附剂相比,MgO包覆改性吸附剂的稳定性最好,30次循环后吸附容量衰减率从60%-70%降低为30%。此外,采用吸附相反应技术制备A1203包覆纳米碳酸钙,研究了A1203含量、预处理煅烧温度等对改性吸附剂的稳定性的影响。经过不同煅烧温度下的预处理后,A1203含量为20wt%的改性吸附剂在吸附-脱附循环过程中都表现出了最高的吸附容量和相对较好的稳定性。XRD测试证明Ca12Al14O33的形成成为结构稳定载体是吸附容量稳定性提高的原因。比较不同方法制备的A1203改性吸附剂的循环稳定性,A1203包覆改性的吸附剂在不同吸附温度下具有最好的循环吸附性能,吸附容量最大且稳定性好。采用XPS表面元素分析的方法,测定包覆层的致密性,将吸附稳定性与包覆均匀性密切联系,得出致密系数为1.0的吸附剂稳定性最佳的效果。包覆层均匀性用SEM测试得到实验证实。研究结果表明：TiO2, MgO和A1203对纳米碳酸钙的改性都达到了良好的包覆效果,包覆层物质相对均匀分布在纳米碳酸钙表面。提出了包覆改性提高吸附剂稳定性的机理解释模型,虽然不同材料包覆改性的纳米CaO基CO2吸附剂稳定性提高的程度有所不同,但是其提高改性吸附剂的循环稳定性的机理是相同的,认为都是通过在纳米碳酸钙表面均匀包覆的惰性物质形成支撑骨架,防止煅烧过程中CaO的团聚和烧结,维持改性吸附剂的结构稳定,从而提高吸附剂吸附容量的稳定性。

关键词： CO2吸附剂钙循环纳米碳酸钙纳米CaO 包覆

耦合水泥生产成型钙基吸收剂循环吸收CO2的性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

耦合水泥生产成型钙基吸收剂循环吸收CO2的性能研究

作者：苏成林东南大学

学位级别：硕士

钙循环(Calcium Looping,CaL)技术,作为燃烧后捕集CO主要技术之一,适用于现有水泥厂的改造,实现其碳减排目标。CaL工艺排出的失活CaO吸收剂代替天然石灰石制备水泥熟料,可以避免传统预煅烧阶段的CO排放,并大幅降低石灰石煅烧能耗和附加... 详细信息

钙循环(Calcium Looping,CaL)技术,作为燃烧后捕集CO主要技术之一,适用于现有水泥厂的改造,实现其碳减排目标。CaL工艺排出的失活CaO吸收剂代替天然石灰石制备水泥熟料,可以避免传统预煅烧阶段的CO排放,并大幅降低石灰石煅烧能耗和附加的燃煤污染排放;同时水泥改性能够提高钙基吸收剂的反应性能,使得耦合水泥生产的CaL碳减排技术具备很强的节能和环保优势。提高天然钙基吸收剂的反应性能以及进一步降低碳减排成本成为研究重点和难点。为提高天然钙基吸收剂的循环碳酸化性能,本文通过机械制粒机制备出掺杂扩孔剂和支撑材料的复合钙基吸收剂颗粒,在热重反应器上初步研究生物质扩孔水泥支撑成型吸收剂的循环碳酸化性能。为降低水泥生产以及CaL工艺中的燃料成本和吸收剂成本,本文首次提出了一条实现废白土资源化利用耦合水泥生产与CaL工艺的技术新路线,再生废白土作为廉价的扩孔剂和支撑材料,在热重反应器和鼓泡床反应器上研究再生废白土和水泥改性复合吸收剂的循环反应性能及颗粒磨损性能,最终推荐质量分数配比为“85%煅烧石灰石/5%热解白土渣/10%水泥”复合吸收剂的优化比例和制备方法。循环煅烧/碳酸化的热重实验结果显示,在相对温和煅烧条件下(850℃,100%N),生物质或水泥改性均可提高复合吸收剂的碳酸化性能,其中同时添加生物质和水泥的合成吸收剂,20次循环后获得了46.5%的最终转化率,远高于原始石灰石的20.8%。氮吸附测试结果发现,生物质和水泥改性后的复合吸收剂,孔隙结构得到改善,比表面积和比孔容增加。在更加严苛的煅烧条件下(950℃,100%CO),20次循环后掺杂水泥作支撑材料的复合吸收剂获得最高的碳酸化转化率(19.5%),说明水泥支撑能有效地降低吸收剂在高温高CO浓度下的烧结程度。相比之下,生物质改性的吸收剂对高温烧结更加敏感,当煅烧温度高于900℃时,吸收剂碳酸化性能衰减明显。再生废白土中的可燃成分作为扩孔剂,可以提高复合吸收剂的孔隙率。模拟实际反应条件的热重实验表明,所有掺杂再生废白土或水泥改性的吸收剂均表现出优于原始石灰石的吸收性能,氮吸附表征结果显示,复合吸收剂平均吸收能力的提高得益于孔隙结构的改善。20次循环后,掺杂10wt.%热解白土渣的“L-10PC”吸收剂,获得了0.164(g CO)/(g煅烧吸收剂)的最终转换率,比原始石灰石高了67.3%。XRD检测结果显示,掺杂再生废白土改性的复合吸收剂中生成了高熔点的斜硅钙石(CaSiO)相,提高了吸收剂的热稳定性,水泥掺杂后吸收剂的热稳定性更优。同时掺杂热解白土渣和水泥的“L-5PC-10CA”吸收剂,表现出了协同的优化效果,20次循环后获得了0.208(g CO)/(g煅烧吸收剂)的最终转换率。鼓泡流化床循环吸收CO实验结果显示,各吸收剂的平均CO吸收能力(尤其在初始几个循环),相比热重实验结果有所降低;成型颗粒的球形度更好,降低了颗粒表面磨损的程度,掺杂热解废白土和水泥改性的吸收剂颗粒的扬析率显著低于原始石灰石。原始石灰石颗粒的磨损率(粒径减小速率)高达10.7μm/循环,掺杂热解白土渣和水泥能够有效降低吸收剂的磨损率,同时掺杂水泥和热解白土渣的“L-5PC-10CA”获得了较高的抗磨损性,20次循环后的磨损率最低为7.9μm/循环。通过分析粒径分布的破碎可能性指标以及概率密度函数,推测未添加水泥的吸收剂存在表面磨损及碰撞破碎的共同作用,掺杂水泥的“L-10CA”和“L-5PC-10CA”主要磨损机制为表面磨损。废白土的热解再生工艺相对简单,成本较低,同时掺杂热解白土渣和水泥改性的钙基吸收剂表现出较高的循环碳酸化及抗磨损性能,本文提出的耦合水泥生产与CaL工艺同时实现废白土资源化利用的技术新路线,值得进一步发展。

关键词：钙循环 CO2捕集机械制粒改性磨损

钙铜复合吸收剂CO_(2)捕集性能优化研究进展

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

华南师范大学学报（自然科学版） 2022年第3期54卷 43-52页

作者：陈健孙世超李铭迪焦洪宇张益锋王业泰常熟理工学院汽车工程学院常熟215500 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司南京211102 浙江新柴股份有限公司新昌312500

开发高效、低成本的CO_(2)捕集技术是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。基于钙铜复合吸收剂的钙循环耦合化学链燃烧工艺是一种改进的钙循环技术,通过耦合化学链燃烧来替代钙循环技术中高能耗的空气分离器,可显著降低系统能耗... 详细信息

开发高效、低成本的CO_(2)捕集技术是我国实现“碳达峰、碳中和”目标的重要途径。基于钙铜复合吸收剂的钙循环耦合化学链燃烧工艺是一种改进的钙循环技术,通过耦合化学链燃烧来替代钙循环技术中高能耗的空气分离器,可显著降低系统能耗、提高其经济性,受到了国内外学者的广泛关注。介绍了钙循环耦合化学链燃烧工艺的基本原理,阐述了目前钙循环耦合化学链燃烧工艺面临的重大挑战——钙铜复合吸收剂CO_(2)捕集性能在循环过程中的急剧衰减;综述了提高钙铜复合吸收剂CO_(2)捕集性能的改性措施,主要包括载体负载法、水蒸气活化、高温热预处理等;综合分析了各种改性方法的优缺点并指明了今后的研究方向。

关键词： CO_(2)捕集钙循环化学链燃烧吸附剂烧结改性

钙铜复合吸收剂的一步法合成及其CO_(2)捕集性能

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

华南师范大学学报（自然科学版） 2023年第5期55卷 1-7页

作者：陈健李友势黄昌强薛元朝孙吴皓汤贺丹戴永鑫姚宇诚李铭迪胡焰彬孙世超常熟理工学院汽车工程学院常熟215500 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司南京211102

采用一步法制备了钙铜复合吸收剂颗粒,研究了制备参数对钙铜复合吸收剂颗粒中钙铜物质的量之比的影响。结果表明:通过调节钙铜前驱体混合溶液中的钙铜物质的量之比和吸附时间,可以获得钙铜物质的量之比为1、元素均匀分布的钙铜复合吸收... 详细信息

采用一步法制备了钙铜复合吸收剂颗粒,研究了制备参数对钙铜复合吸收剂颗粒中钙铜物质的量之比的影响。结果表明:通过调节钙铜前驱体混合溶液中的钙铜物质的量之比和吸附时间,可以获得钙铜物质的量之比为1、元素均匀分布的钙铜复合吸收剂颗粒;在固定床反应器上开展了煅烧还原-氧化-碳酸化循环实验,发现钙铜复合吸收剂颗粒的氧化性能非常稳定,而CO_(2)捕集性能较稳定,初始CO_(2)吸附量(每克吸收剂吸附CO_(2)的质量)为0.18 g/g,10次循环后CO_(2)吸附量的保持率为56%。

关键词： CO_(2)捕集钙循环化学链燃烧吸收剂颗粒

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

乙酸改性壳类钙基热载体的储热特性研究

乙酸改性壳类钙基热载体的储热特性研究

作者：鲁传高华中科技大学

学位级别：硕士

基于钙基热载体的热化学储能技术因清洁、高效等技术优势而备受关注,然而这项技术受到材料循环储能密度快速衰减的制约。天然壳类物质是一类高钙固体废弃物,其难以降解且对环境具有不利影响。为了资源化利用这类固体废弃物,本文选用其... 详细信息

基于钙基热载体的热化学储能技术因清洁、高效等技术优势而备受关注,然而这项技术受到材料循环储能密度快速衰减的制约。天然壳类物质是一类高钙固体废弃物,其难以降解且对环境具有不利影响。为了资源化利用这类固体废弃物,本文选用其为原料来制备钙基热载体,研究了壳类高钙固体废弃物类别、不同有机酸改性、改性前驱物的p H、循环温度对其储热性能的影响,并通过Aspen Plus对聚光太阳能耦合钙循环储能系统进行流程仿真,研究了储能系统中运行参数对系统总效率的影响。天然壳类钙基热载体有丰富的孔隙结构,利于CO扩散。有机酸改性能够大幅度提高其循环储能密度,尤其是乙酸改性蛋壳在40次循环之后,依然具有0.76 k J/g的储能密度,是未改性蛋壳的2.94倍。p H=4是较为合适的制备条件,该条件下制备的蛋壳热载体在40次循环后依然具有1.32 k J/g的储能密度,是p H=6条件下的4.68倍。煅烧温度900℃和碳酸化温度850℃为最合适的反应温度,在该条件下改性钙基热载体在40次储热循环中累积储能密度高达55.10 k J/g。最后,基于稳态化工模拟仿真方法,采用Aspen Plus设计了一套将水蒸气朗肯循环与CO布雷顿循环耦合的CSP-Ca L系统,对乙酸改性蛋壳进行热化学储能的方案进行工艺仿真。研究表明碳酸化转化率和碳酸化温度两项参数与系统总效率之间呈现“S”型增长曲线的关系,压气机增压比(PR)与系统总效率之间呈现正相关的关系,但系统总效率的增速随着PR的增大有所减缓。(火用)分析结果表明全天模式相比于白天模式在发电部分增加了14.6%的有效能。

关键词：钙循环热化学储能壳类热载体乙酸改性储热效率

碳酸钙分解耦合竹炭气化反应强化CO2原位转化性能研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

碳酸钙分解耦合竹炭气化反应强化CO2原位转化性能研究

作者：洪杰中国矿业大学

学位级别：硕士

以CO为主的温室气体大量排放会对气候、生态、农业等各方面产生严重影响,碳排放问题愈加成为各界关注的焦点。利用碳捕集、封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)技术可以大规模降低工业CO的排放。本文提出利用化学... 详细信息

以CO为主的温室气体大量排放会对气候、生态、农业等各方面产生严重影响,碳排放问题愈加成为各界关注的焦点。利用碳捕集、封存与利用(Carbon Capture Utilization and Storage,CCUS)技术可以大规模降低工业CO的排放。本文提出利用化学反应强化Ca CO分解的同时实现CO转化利用的新思路,通过耦合焦炭气化和Ca CO分解过程,在高温下使Ca CO分解产生的CO与焦炭发生反应,不仅促进了Ca CO分解反应向生成CO的方向进行,还可实现CO原位转化获得一定纯度的可燃气CO。通过对比XRD、SEM、动态烟气分析、热重分析等手段来分析样品的物象组成、微观形貌、对CO转化能力和循环稳定性等。主要内容如下:通过建立热力学模型,对相关反应进行热力学分析和平衡常数计算,结果证实焦炭气化耦合Ca CO分解过程是可行的,且耦合后Ca CO的分解温度明显降低。选用自然界中储量丰富且成本低廉的石灰石和竹炭为原料进行程序升温转化实验,利用烟气分析仪检测出CO的生成,且相比对照组,添加竹炭的石灰石分解温度降低了35℃,这与计算结果不谋而合。石灰石分解过程的动力学计算结果显示,添加竹炭后的活化能降低了12%以上,并且反应后的样品具有更好的微观形貌和更小的晶粒尺寸。为解决石灰石分解速率过快而竹炭气化过程缓慢导致的CO产率过低问题,选用KCO来催化竹炭气化过程。通过浸渍法向竹炭中掺KCO、增大石灰石粒径、调整KCO的掺杂量等方式,使石灰石分解过程尽可能与竹炭气化过程相匹配。L5-C0.5K在850℃、15 min的恒温转化实验中CO的产率为69.04%。此外,提高实验载气中CO的分压可抑制石灰石的分解,更有利于匹配竹炭气化过程,当选用85vol.%N与15vol.%CO的混合气作为程序升温转化实验的载气时,产品气中CO浓度最高点处CO产率达到了86.04%。基于钙循环技术提出了CO转化-提纯循环系统:Ca CO和生物炭在高温下发生转化反应可产生CO和CO混合气,再利用转化完成后获得的Ca O来吸附混合气中的CO,以进一步提升产品气中CO的纯度,Ca O经过碳酸化后又可以获得Ca CO,如此可实现钙的循环和获得高纯度CO可燃气。本文以石灰石和竹炭为原料,以恒温提纯实验模拟上述系统的CO转化和提纯过程。在恒温提纯实验中,提纯温度过高容易导致刚固定的CO再次脱附,而混合气与Ca O接触不足导致提纯效果欠佳,最终在3 cm反应管中进行的提纯温度为600℃,反应时间为15 min的恒温提纯实验中获得了83.17%的CO产率。进行多循环实验时,掺K竹炭还原CO的能力基本不随循环的进行而改变,而Ca O因为对CO的吸附性能下降,一方面导致生成CO的“原料”不足,另一方面导致提纯区吸附固定的CO减少,产品气中CO的产量和产率随循环的进行迅速下降。为扭转这一局面,通过掺杂白云石来提高样品的循环稳定性,由于惰性物质Mg O的支撑作用,样品抗烧结性能增强,在经过10次循环后CO产率仅下降1/5。该论文有图33幅,表7个,参考文献107篇。

关键词：气化二氧化碳捕获及利用钙循环生物炭

Ni/CaO吸收强化甲烷水蒸气重整反应和CO2原位转化的DFT模拟研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

Ni/CaO吸收强化甲烷水蒸气重整反应和CO2原位转化的DFT模拟研究

作者：王菲菲山东大学

学位级别：硕士

钙基材料吸收强化甲烷水蒸气重整(SESMR)是一种有前景的原位CO2捕集制氢技术。Ni/CaO材料可以有效提高SESMR反应的氢气产率,但是,目前缺少Ni/CaO作用下SESMR最可能反应路径的研究。集成CO2捕集与原位利用技术,是指利用CH4/H2将捕集的CO... 详细信息

钙基材料吸收强化甲烷水蒸气重整(SESMR)是一种有前景的原位CO2捕集制氢技术。Ni/CaO材料可以有效提高SESMR反应的氢气产率,但是,目前缺少Ni/CaO作用下SESMR最可能反应路径的研究。集成CO2捕集与原位利用技术,是指利用CH4/H2将捕集的CO2原位转化为有附加值的工业原料,避免了传统CCUS中CO2压缩和运输的成本,降低了 CaO的再生温度,降低能耗的同时有效缓解了钙基材料的烧结。但是,目前没有文献报道关于CH4/H2将钙基材料捕集的CO2原位转化反应机理的研究。针对上述问题,本课题通过密度泛函理论(DFT)模拟计算,研究Ni/CaO复合材料吸收强化甲烷水蒸气重整制氢可能的反应路径以及催化剂Ni对SESMR反应的强化机制。另外,揭示钙循环煅烧阶段CH4/H2存在时将捕集的CO2原位转化的反应路径以及CH4/H2对CaCO3分解的强化机制。从原子层面研究了 Ni-CaO表面吸收强化甲烷水蒸气重整制氢可能的反应路径。计算了反应物、中间体和产物的吸附能和键结构;通过分析SESMR反应中不同反应路径上的反应能垒,确定了 Ni-CaO上最可能的反应路径。结果表明,Ni-CaO表面SESMR最可能的反应路径为:H2O*分子自发地解离成羟基和H原子,甲烷中第一个C-H键通过OH*辅助解离的方式断键,随后CH3*→CH2*→CH*过程由直接解离方式分两步完成,CHO*由CH*和O*自发反应生成,CHO*被氧化生成HCOO*,随后HCOO*脱氢形成CO2*,最后,两个H原子结合形成H2*;在CaO表面,甲烷水蒸气重整反应的速率限制步骤是CH*脱氢(3.215 eV),Ni的存在将速率限制步骤转变成CH3*脱氢,同时反应能垒降低到2.030 eV,因此Ni改变了 SESMR的反应路径;Ni降低了 CH4*(-0.106 eV)和H2O*(-1.320 eV)的吸附能,促进了甲烷水蒸气重整反应的发生。确定了 CH4与CaCO3直接反应的最可能的反应路径,结合电荷分布和反应能垒分析了 C和CH中间体对Ni-CaCO3的活化特性。结果表明,钙循环煅烧阶段,CH4存在时CO2原位转化的最佳反应路径为CH中间体影响的CaCO3分解路径,其中速率限制步骤为CH4脱氢过程(4.860 eV);CH4使CaCO3→CaO反应的反应能垒由3.47 eV降低到2.733 eV;C和O原子周围的电子云扰动证实了 CH4的存在削弱了CO3*中C和O原子之间的相互作用,使CaCO3更容易被分解。研究了钙循环煅烧阶段H2存在时CaO所捕集的CO2原位转化反应机理。通过对比CaCO3的直接分解,阐明H2对CaCO3分解的促进机制;比较了 HCO3*和CO3*模型的电子差分密度和分态密度;揭示了钙循环煅烧阶段H2存在时CO2原位转化的详细反应途径。结果表明,H2存在时CaO所捕集CO2的原位转化反应路径为:H2吸附在CaCO3表面形成OH*、CO2*和HCO3*,CO2*进一步分解为CO*和O*,HCO3*分解为CO2和OH*,然后,两个OH*相互吸引,形成H2O和O*。H2使CaCO3分解反应能垒从3.47 eV降低到1.11 eV;C-O轨道的重叠和O原子周围电子云的扰动都证实了H2对CaCO3分解的促进机制。

关键词： Ni/CaO CO2捕集制氢吸收强化甲烷水蒸气重整 CO2原位转化钙循环密度泛函理论

H_(2)O对钙基吸收剂循环捕集CO_(2)性能影响的研究进展

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

辽宁化工 2021年第8期50卷 1162-1165页

作者：闫博威沈阳化工大学资源化工与材料教育部重点实验室能源与化工产业技术研究院辽宁沈阳110142

总结了钙循环技术中在煅烧过程、碳酸化过程、煅烧-碳酸化过程以及水合化处理过程中H_(2)O对钙基吸收剂捕集CO_(2)性能影响的研究,详细介绍了在钙循环各过程中H_(2)O对吸收剂性能的影响以及作用机理,分别提出了目前面临的技术问题,为实... 详细信息

总结了钙循环技术中在煅烧过程、碳酸化过程、煅烧-碳酸化过程以及水合化处理过程中H_(2)O对钙基吸收剂捕集CO_(2)性能影响的研究,详细介绍了在钙循环各过程中H_(2)O对吸收剂性能的影响以及作用机理,分别提出了目前面临的技术问题,为实际应用以及进一步的研究指出方向。

关键词：钙循环 H_(2)O 活性机理