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化石燃料的大规模使用造成了CO2的排放量逐年递增，其作为温室气体的主要成分加速了全球变暖及气候变化。CaO基固体吸附剂作为CO2捕集材料可有效实现高温烟气中CO2的分离脱除。本文开展了钙基吸附剂放大制备与成型研究，重点考察了放大过程中相关工艺条件对钙基吸附剂的CO2吸附性能、结构特性和机械强度等性质的影响。
本文通过使用溶胶凝胶法，对Zr掺杂CaO基CO2吸附剂进行了原粉放大制备研究。Zr组分的引入有效地改善了吸附剂的CO2吸附性能以及循环稳定性。在300g/批次样品的合成过程中，探究了Ca的前驱体浓度、柠檬酸用量、凝胶温度与凝胶时间的影响。同时，还探究了碳酸化/煅烧过程中CO2体积分数及煅烧温度对样品吸附性能的影响。最终，成功实现4kg/批次吸附剂原粉的制备。规模化生产的吸附剂由于具有高度分散的Ca/Zr组分、较小的CaO晶粒尺寸、疏松多孔的结构，使其在15%的CO2体积分数和900℃的脱附温度下，可达到5.9mol-CO2/kg-ads的吸附容量(历经45个CO2吸附/脱附循环)。
使用过饱和共沉淀法在50L的玻璃反应釜中制备了一系列Al改性的CaO基吸附剂，Al的引入可有效地缓解吸附剂的烧结现象，从而增强其多循环热稳定性。在400g/批次样品的合成过程中，探究了Ca/Al摩尔比、Ca的前驱体浓度、共沉淀温度及时间对样品吸附性能的影响。随后使用优化后的制备条件，在200L搪瓷釜中进行了吸附剂原粉的逐级放大制备(400g、1500g以及6000g)。通过挤出-滚圆成型工艺，对放大生产的钙基吸附剂原粉进行了成型研究，以拟薄水铝石(10 wt%)和硝酸(10 wt%)分别作为粘结剂和胶溶剂时，成型得到的吸附剂小球颗粒具有较好的抗压强度、耐磨性及CO2吸附性能。历经30个CO2吸附/脱附流化床循环测试，吸附剂小球可达到5.4mol-CO2/kg-ads的吸附容量，磨损率为0.14wt%/h，具有良好的工业应用前景。
本文通过使用溶胶凝胶法，对Zr掺杂CaO基CO2吸附剂进行了原粉放大制备研究。Zr组分的引入有效地改善了吸附剂的CO2吸附性能以及循环稳定性。在300g/批次样品的合成过程中，探究了Ca的前驱体浓度、柠檬酸用量、凝胶温度与凝胶时间的影响。同时，还探究了碳酸化/煅烧过程中CO2体积分数及煅烧温度对样品吸附性能的影响。最终，成功实现4kg/批次吸附剂原粉的制备。规模化生产的吸附剂由于具有高度分散的Ca/Zr组分、较小的CaO晶粒尺寸、疏松多孔的结构，使其在15%的CO2体积分数和900℃的脱附温度下，可达到5.9mol-CO2/kg-ads的吸附容量(历经45个CO2吸附/脱附循环)。
使用过饱和共沉淀法在50L的玻璃反应釜中制备了一系列Al改性的CaO基吸附剂，Al的引入可有效地缓解吸附剂的烧结现象，从而增强其多循环热稳定性。在400g/批次样品的合成过程中，探究了Ca/Al摩尔比、Ca的前驱体浓度、共沉淀温度及时间对样品吸附性能的影响。随后使用优化后的制备条件，在200L搪瓷釜中进行了吸附剂原粉的逐级放大制备(400g、1500g以及6000g)。通过挤出-滚圆成型工艺，对放大生产的钙基吸附剂原粉进行了成型研究，以拟薄水铝石(10 wt%)和硝酸(10 wt%)分别作为粘结剂和胶溶剂时，成型得到的吸附剂小球颗粒具有较好的抗压强度、耐磨性及CO2吸附性能。历经30个CO2吸附/脱附流化床循环测试，吸附剂小球可达到5.4mol-CO2/kg-ads的吸附容量，磨损率为0.14wt%/h，具有良好的工业应用前景。