钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化中烧结现象及改进措施-论文.pdf

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1、开发与应用能源研究与管理2014(3)·59·钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化中烧结现象及改进措施刘红玲(国核电力规划设计研究院，北京100095)摘要：钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化是现阶段c02减排中最有发展前景的方法之一。但该方法存在的问题是钙基吸收剂循环捕捉CO：的能力随着循环反应次数的增加迅速下降。这主要是由于高温煅烧产物CaO在煅烧阶段发生烧结，导致空隙率降低，从而抑制了CO：通过这些孔隙扩散与CaO进行碳酸化反应。对烧结现象的机制及影响烧结程度的因素进行了分析，同时总结了国内外对改善抗烧结性能，提高钙离子活性的研究成果，为研究钙基吸收剂

2、循环煅烧／碳酸化提供了理论及实验室条件下的支持。关键词：钙基吸收剂；烧结；孔隙；碳酸化转化率；CO：中图分类号：TQ534文献标志码：A文章编号：1005-7676(2014)03一o0l7一o4SinteringPhenomenaofCyclicCalcination／CarbonationC02CaptureanditsImproveMeasuresL1UHongling(StateNuclearElectricPowerPlanningDesignandResearchInstitute，Beijing100095，China)Abs

3、tract．"Cycliccalcination／carbonationC02captureisoneofthemostpromisingmethodsatthepresentstage．However，thecyclestabilityofthemethodhasbeentheproblem．ThisismainlyduetothesinteroccurredinthecalcinationstageathightemperaturewhichleadstolowerporosityandinhibiteC02difusionthroug

4、htheseporesandcarbonatewitl1CaO．Themechanismandinfluencefactorofsinteringareanalysed，andtheresearchfindingsathomeandabroadinenhancingtheanti—sinteringperformanceofthesorbentsaresummarized．Thetheoreticalsupportfortheresearchofcycliccalcination／carbonationisprovided．Keywords

5、：Ca-basedsorbents；sintering，porosity；carbonationconversionrate；C02钙基吸收剂煅烧／碳酸化循环法，即CCRs作为吸收剂，同时钙基吸收剂具有较大的吸收容量，(calcination／carbonationreactions)，是利用钙基吸收并且煅烧过程中可以捕集到纯度很高的CO2。研究剂煅烧得到的CaO吸收混合烟气中低浓度CO，生发现，钙基吸收剂循环捕集CO的能力随着循环反成CaCO，，再对生成的CaCO，加热使其分解生成应次数的增加迅速下降。Abanades和Alvarez在总

6、CaO和高浓度的CO，生成的高浓度CO被回收利结大量试验数据的基础上，得到碳酸化转化率随循用，生成的CaO则被循环用于吸收cO2的一种CO环煅烧／碳酸化反应次数变化的半经验公式(1)”，通捕集方法。钙基吸收剂循环煅烧／碳酸化法采用来过该式可以计算出经过若干个循环后吸收剂的碳酸源广泛、储量丰富、价格低廉的石灰石等天然原料化转化率。收稿日期：2014-06-1l作者简介：刘红玲(1987一)，女，山东威海人，助理工程师，硕士研究生，毕业于山东大学，热能专业，主要研究方向：节能减排。开发与应用能源研究与管理2014(3)·61·CaO【s)+H2

7、O(g)=Ca(OH)2aHr,298K=-109~l／mol线迅速左移，孔径变小，颗粒损耗严重。所以热处(2)理的方法并不通用，尤其不适用于循环流化床这种Hues在压力为475kPa的反应器内，将以气流冲击作为运行动力的炉型。可以通过添加抗CaO与150oC的水蒸气水合活化后再进行碳酸化反磨损的物质，比如惰性载体等缓解或解决由热处理应，经历20次循环后获得59％的转化率，而未水合引起的磨损现象。但对于热处理方法的实际应用还的碳酸化转化率仅为45％。这是由于水合反应能够有待进一步的研究和探讨。有效的改善CaO颗粒的表面结构特性，增大孔容，2

8、．3添加天然和合成的添加剂使孔径分布更趋于合理，因此提高了天然钙基吸收除了改善CaO的结构，提高其稳定性外，添加剂的循环碳酸化能力。Manovic等同通过试验发现，ZrO2、Mg