使用碳修饰的钙基捕集剂捕集水泥工业co_2的试验研究

《使用碳修饰的钙基捕集剂捕集水泥工业co_2的试验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号TQ172学号1205240628而姿達統科技太#学位论文使用碳修饰的钙基捕集剂捕集水泥工业C02的试验研究作者孟冰露指导教师姓名闵永刚教授申请学位级别硕士专业名称材料学论文提交日期2015.06论立答辩日期2015.06学位授予单位而要達統新技太#答辩委员会主席胡荣祖评阅人胡荣祖嵇鹰声明本人郑重声明我所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中已经标明引用的内容外’本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所

2、有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：14^日期：关于学位论文使用授权的说明本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以釆用影印、缩印或者其它复制手段保存学位论文。(保密的论文在论文解密后应遵守此规定）论文作者签名:孟4%指导教师签名，表喇日期:謂上⑷上本人授权中国学术期刊（光盘版）杂志社、中国科学技术信息研究所等单位将本学位论文收录到有关“学位论

3、文数据库”之中，并通过网络向社会公众提供信息服务。_因某种特殊原因需要延迟发布学位论文电子版，同意在□一年7□两组生以后，在网络上全文发布。（此声明处不勾选的，默认为即时公开）论文作者签名：14〇觀指导教师签名阳日期s4丨r西安建筑科技大学硕士学位论文使用碳修饰的钙基捕集剂捕集水泥工业CO2的试验研究专业：材料学硕士生：孟冰露指导教师：闵永刚教授摘要CO2大量排放引起的环境问题已经成为全球政府和学术界的焦点。在水泥行业中，石灰石不仅可以作为生产水泥的原料，还可以用来捕集废气中的CO2。钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化反应（CCCR）法捕集工业烟气中的CO2是一种新型、环保

4、、高效的捕集方法。但是，多次循环/碳酸化后颗粒表面由于高温而发生烧结，导致它的捕集效率严重降低，本论文的研究重点即为如何提高钙基吸收剂的抗烧结能力以及它的循环碳酸化率。本论文以水泥工业为背景，使用改性钙基吸收剂捕集水泥烟气中的CO2。采用三种不同种类的碳材料（石墨、竹炭和椰壳炭）作为改性剂，通过改变石灰石的形貌，改善石灰石颗粒的孔隙结构，以提高其在循环煅烧/碳酸化过程中对CO2的捕集效率。碳材料的引入可以改变石灰石颗粒的形貌：在循环煅烧/碳酸化过程中，碳颗粒包裹在石灰石颗粒表面，在CO2的捕集循环前期起到支撑骨架的作用，由于水泥烟气中含有少量的O2，随着循环次数的增

5、加，碳材料逐渐被氧化，循环后期碳颗粒完全燃烧后，在原有的位置留下孔洞，从而增加石灰石颗粒的比表面积，使石灰石保持良好的疏松孔隙结构，延缓颗粒表面烧结现象的发生，提高循环煅烧/碳酸化率。本文从碳材料的种类、掺量等参数入手，分析改性捕集剂的循环碳酸化率性能，并对比堆积态和半悬浮态的捕集结果，主要研究结论如下：（1）石墨是片状晶体结构，竹炭和椰壳炭是无定型块状结构，不同结构的添加剂对钙基材料改性效果有不同的影响。在碳材料掺量相同的情况下，对钙基材料捕集性能的增强效果为椰壳炭>石墨>竹炭。此外，椰壳炭对气体有选择性物理吸附能力，只吸附CO2不吸附N2，但是吸附量很少，仅占吸

6、收剂总吸附量的0.25%，可以忽略不计。西安建筑科技大学硕士学位论文（2）向吸收剂中引入碳材料，添加量同增强效果不是呈线性关系：实验结果表明，碳材料掺量为2wt%时效果最好，钙基吸收剂的碳酸化率最高可以提高14%。（3）碳材料改性后的捕集剂在50次循环后碳酸化率约为15%，未改性的捕集剂的碳酸化率约为10%；碳材料修饰后的钙基捕集剂碳酸化率的循环稳定性得到提高。（4）改性后的钙基吸收剂经过几十次循环循环周期后，对比未添加碳材料的捕集剂与改性后的捕集剂，可知颗粒形貌和孔隙分布均保持较好的微观结构。从微观形貌上看到改性后的捕集剂在循环的过程中，石灰石颗粒始终保持较好的形

7、貌，烧结现象得到延缓；石灰石颗粒较未改性的孔径分布在微孔上的较多，且孔隙结构更优化，未改性的吸收剂在50次循环后孔径主要分布在75~140nm，改性后的吸收剂孔径主要分布在60~110nm之间。在半悬浮态的实验中，石灰石颗粒一直处于周期性的剧烈回转运动状态，颗粒之间产生磨损，造成石灰石粒径变小，但是相对于堆积态实验烧结程度明显降低。关键词：水泥工业；CO2捕集；钙基改性；碳材料论文类型：基础研究本研究得到国家自然科学基金面上项目（编号：51274159）和陕西省重大科技创新专项资金（编号：2012zkc06-2）的资助。西安建筑科技大学硕士学位论文Experim