河道底泥二氧化碳模拟待再生剂再生反应动力学特性硕士论文.doc

底泥负载K+基CO_2吸收剂的制备及其再生动力学特性研究环境工程， 2011， 硕士【摘要】 化学吸收法脱除CO2实质是利用碱性吸收剂与烟气中的CO2接触并发生化学反应,形成不稳定的盐类,而盐类在一定的条件下会逆向分解释放出CO2而再生,从而达到将CO2从烟气中分离脱除的目的。目前具有反应能耗低、循环利用效率高、对设备无腐蚀、无二次污染等优点的干法吸收技术已成为研究热点。本文着重研究了底泥负载K+基二氧化碳干式吸收剂及其模拟待再生剂的制备,并研究模拟待再生剂的再生反应特性及其动力学特性。本文通过对比分析,选用苏州河河道底泥作为制备二氧化碳干式吸收剂的载体,并对河道底泥进行热重分析。实验表明,未经处理的河道底泥热分解主要有三个不同阶段,分别为脱水干燥阶段、有机物碳化热解阶段和煅烧分解阶段。通过SEM分析与氮吸附实验分析,从表面形貌、孔结构与比表面、孔容、孔径方面对比单斜晶系K2CO3与KHCO3热分解生成的六方晶系K2C03,最终选用KHCO3与六方晶系K2CO3分别作为制备模拟待再生剂与干式吸收剂的活性组分。本文粘结剂选用Na2SiO4,添加剂选用广西白泥。对底泥做一定处理后,按照适当比例加入粘结剂与添加剂,并与活性组分充分混合,经颗粒成型制备得到CO2干式吸收剂模拟待再生剂。.更多还原【Abstract】 The essences of removing CO2 by chemisorption is to use alkaline absorbent mixed with CO2 in the flue gas, and react to form volatile salts, the salts will revers decomposition under certain conditions to regenerate for releasing CO2, which to achieve the separation of CO2 and flue gas. So far, the dry absorption with the advantage of low energy consumption, high recycling efficiency, no corrosion to equipment and no secondary pollution has become a research hotspot. This paper studies the prepa.更多还原 【关键词】 河道底泥； 二氧化碳； 模拟待再生剂； 再生反应； 动力学特性； 【Key words】 river channel sediment； carbon dioxide； analogue regenerant； regeneration； dynamics characteristic； 摘要 5-7 ABSTRACT 7-8 1 绪论 12-26 1.1 温室效应与CO_2的排放 12-14 1.1.1 温室效应与温室气体 12-13 1.1.2 CO_2的特性与排放 13-14 1.2 CO_2的转化与综合利用 14-16 1.3 CO_2的控制分离技术 16-20 1.3.1 吸收法 16-17 1.3.2 吸附法 17-18 1.3.3 低温分离法 18 1.3.4 膜分离法 18-19 1.3.5 生物分离法 19 1.3.6 化学链燃烧技术 19-20 1.4 干法脱除烟道气中CO_2 20-24 1.4.1 碱金属基吸收剂干法吸收的基本原理与技术特点 21-22 1.4.2 碱金属基吸收剂干法吸收的国际研究进展 22-23 1.4.3 碱金属基吸收剂的国内研究进展 23-24 1.5 立题依据及研究内容 24-25 1.5.1 立题依据 24-25 1.5.2 研究内容 25 1.6 本章小结 25-26 2 底泥负载K+基CO_2干式吸收剂的选材与制备 26-41 2.1 载体材料的选择 26-28 2.1.1 粉煤灰 26 2.1.2 煤矸石 26-27 2.1.3 河道底泥 27 2.1.4 硅灰 27 2.1.5 沸石 27-28 2.2 苏州河河道底泥分析 28-30 2.2.1 苏州河河道底泥化学成分及性质分析 28-29 2.2.2 苏州河河道底泥热解失重曲线分析 29-30 2.3 K+基吸收剂的选择 30-33 2.3.1 SEM分析 30-31 2.3.2 比表面积 31-33 2.4 底泥负载K+基CO_2干式吸收剂的制备 33-37 2.4.1 实验材料及主要试剂 33 2.4.2 实验主要设备及仪器 33-34 2.4.3 干式吸收剂制备工艺流程 34 2.4.4 干式吸收剂的制备步骤 34-37 2.5 CO_2干式吸收剂的表征分析 37-39 2.5.1 吸收剂的SEM表征 37-38 2.5.2 吸收剂的氮吸附表征 38-39 2.6 底泥负载K+基CO_2干式吸收剂有害分析 39-40 2.7 本章小结 40-41 3 K+基CO_2干式吸收剂再生反应最佳工艺条件的确定 41-50 3.1 引言 41 3.2 热分析技术的分类 41-42 3.3 热重分析法 42-43 3.3.1 热重分析的基本原理 42 3.3.2 热重法仪器 42-43 3.4 实验部分 43-49 3.4.1 分析纯KHCO_3氮气气氛下的基本TG-DTG研究 43-44 3.4.2 氮气气氛下不同分解终温的KHCO_3再生特性研究 44-49 3.5 本章小结 49-50 4 底泥负载K+基吸收剂CO_2再生反应实验研究 50-56 4.1 实验内容 50 4.2 实验结果讨论与分析 50-55 4.2.1 不同负载量的K+基吸收剂模拟待再生剂的再生反应特性 50-52 4.2.2 不同升温速率的K+基吸收剂模拟待再生剂的再生反应特性 52-53 4.2.3 加入K_2CO_3的K+基吸收剂模拟待再生剂再生反应特性 53-55 4.4 本章小结 55-56 5 底泥负载K+基吸收剂CO_2再生反应动力学特性研究 56-71 5.1 底泥负载K+基吸收剂CO_2吸收再生反应装置初步设计分析 56-57 5.2 化学反应动力学基础 57-58 5.3 热分解反应动力学参数求解 58-60 5.3.1 热分解反应动力学参数求解原理 58-60 5.3.2 热分解反应动力学参数的求解方法 60 5.4 底泥负载K+基干式吸收剂再生反应动力学参数求解与分析 60-70 5.4.1 不同负载量的K+基吸收剂模拟待再生剂的再生反应动力学分析 60-64 5.4