论文部分内容阅读
二氧化碳是主要的温室气体之一，并在全球气候变暖过程中取着主足轻重的作用。目前全球正致力于碳减排工作，中国也面临着巨大的二氧化碳减排压力。生物质燃气代替化石燃料燃烧是我国新能源开发的方向之一，但生物质燃气中高含量的CO2严重影响其工业利用价值，因此，有必要寻找一种捕集生物质燃气中CO2的技术方法，这既有利于提高生物质燃气的工业利用价值，也有利于CO2减排。本文基于固态钙基材料和液态碱性吸收剂对CO2的吸收作用，实验研究了几种钙基材料在固定反应床中和碱液在自制喷淋-填料塔中对CO2的吸收特性。主要研究成果如下：一、固态吸收剂研究成果1、通过对不同钙基材料吸收CO2性能实验研究发现，以氢氧化钙为前驱物的钙基材料对CO2的单次吸收性能优于碳酸钙和白云石钙基前驱物，其对CO2的吸收量约为0.31gCO2/（g吸收剂），约为碳酸钙前驱物吸收剂吸收量的3倍。2、吸收剂再生循环吸收实验表明，以白云石为前驱物的钙基材料对CO2的吸收剂循环吸收性能最好，最高吸收量能够达到0.3gCO2/（g吸收剂），七次循环后还能保持79%的吸收负荷。3、掺杂金属元素改性的钙基材料吸收剂对CO2的单次和循环吸收性能考察后发现，La和Al改性的钙基吸收剂单次吸收性能最佳，吸收量能达到0.1gCO2/g吸收剂，吸收量能达到0.1gCO2/（g吸收剂）。掺杂了Mg、Al的吸收剂循环效果最佳，经六次循环后吸收量提高至0.128gCO2/（g吸收剂）。4、综合考察全部钙剂吸收剂，发现含钙镁氧化物的3#和5#吸收剂均具有较稳定的循环吸收特性，适合去除生物质燃气中的低浓度CO2的工业化应用。二、碱液吸收剂研究成果1、通过改变填料种类，发现相同实验条件下1#半焦、2#钠长石碎块和3#聚丙烯塑料球填料对吸收液吸收CO2的影响不同。其中，1#填料为最佳填料。2、对比实验研究发现，自制的实验用喷淋-填料塔1#填料最佳高度为25cm，且在此条件下，NaOH吸收效果最好，MEA次之，NH3H2O吸收效果最差。3、通过改变吸收液浓度，吸收液流量，混合气体流量和CO2浓度等实验研究，确定了实验条件下的喷淋-吸收塔最佳实际操作工况为0.4mol/LNaOH，流量1.1L/min，CO2浓度为30%的混合气体流量为4.84L/min。在此工况条件下，CO2的除去率大于97%。4、吸收液再生循环实验研究结果表明，再生剂投加量为Ca（OH）2与Na2CO3的物质的量比为2:1，再生时间为8h，再生次数为2次，能满足工业生产要求最佳效果。