石灰石的煅烧分解及其吸收二氧化碳机理

碱金属的催化作用

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第2卷第2 9期 20 06年 4月

煤炭转化COAL CONVERS ON I

Vo . 9 No. I2 2Ap . 0 6 r 2 0

石灰石的煅烧分解及其吸收二氧化碳机理阎常峰"陈勇 李小森. G aeJR J Lm ' rc i i m

摘要在天然气或合成气制氢过程中,助于石灰石煅烧分解与石灰吸收二氧化碳的化学借

循环反应,除反应产物,坏化学平衡,以连续地驱动化学反应进行,而提高氢气的产率, 去破可从同时控制温室气体二氧化碳的排放 .多功能热重反应器 ( R)在 TG内就化学循环反应过程中的颗粒尺寸,温度煅烧分解率等对吸附剂煅烧分解和吸收特性的影响进行了比较充分的实验研究.当吸收反应温度在 5 0 C~6 0℃范围内时, a吸收二氧化碳的反应速率与石灰石中钙的利用率都维持 0 2 C0

在比较高的水平.灰石分解后产生的氧化钙的利用率增长比石灰石的分解率增长慢,石分解率高,

吸热量也高,因此,简单地提高石灰石的分解率并不是提高石灰石钙利用率的最佳选择 .关键词石灰石,学循环,氢,氧化碳回收化制二 T 1 . Q0 3 3需求不断增长促使化石燃料燃烧大量增加,而导从中图分类号

0引言 石灰石分解的早期研究主要针对脱除化石燃料燃烧过程中产生的 S 由于脱硫和分解反应同时 0,进行,0 S和 H:石灰石的分解反应存在不同程 S对

致二氧化碳排放总量大幅度上升.业革命前大气工中二氧化碳浓度仅 2 0×l一,后从 1 5 8 0然 9 0年的

3 5×l增长到 l 9 1 O 9 0年的 3 5×1一.3管人 5 0[尽]类活动行为造成的二氧化碳的排放与自然界二氧化

度的影响,实验温度范围为 60. 140℃, 0 C~ 0颗粒尺度范围为 5 m~ 40 0b烟气中 C 量为 0 t m, O含 1~ 1,力从常压至 1 a的分解反应均 O 5,压 9 6 5MP

碳循环量相比较微不足道,是二氧化碳的长寿命但 (0a 0 )自然界二氧化碳的缓慢吸收导致大 5~2 0与 a气中二氧化碳的积累,必要发展有效的和低成本有

有所研究,但研究加热速率特别是接近实际加热速率的快速加热对石灰石煅烧分解的文献很少.石化燃料燃烧排放 S和 NO所造成的酸雨问题已引 0

的二氧化碳抑制手段 .氧化碳处理包括分离,二运输和埋藏 .氧化碳分离并且压缩到 1 a估计需二 0MP要 2 5元/~4 0元/, 0 m/运输费需要 0 1 . t . t 1 0k t .O

起广泛的关注,高效率的

燃气联合循环 (nertd itgaecmbn dcceg s i t n发电有望在合成气燃 o ie y l aic i ) fao烧之前进行高温脱硫,能替代成熟的尾部烟气脱可硫 (leg sd s lh r ai ) I C中的应用 . f—a e up ui t n在 GC u z o 对于燃用低硫煤的旧电站改造,附剂直接喷射以吸

元~ 02元和埋藏成本需要 0 1 .5 . 0元/~0 2/ t . 5元 t左右 .4 L如果对化石燃料燃烧电站强制执行二氧化 碳惩罚措施 .电输出将减少 1~ 3 . 0.净 3, 7,] 9 6 9 C 6的排放持续增长促使各种减排措施的发展,以缓解

C 大气中的积累, 0.排的主要措施有提高 0在 c减能源转化效率,展可再生能源与新能源和减排二发氧化碳三种 .以利用废弃的油井,层,田,可煤气矿层等地下,海和矿物的化学生物转化利用等方法深

其廉价的优势而颇具吸引力.温室气体吸收大气中的热量而阻止热量辐射到

太空中,使得地球变暖, O是大气中比重最大的温 C .室气体,主要来自于化石燃料燃烧,其水泥生产和森林砍伐等人类行为 .美国能源部 19据 9 9年的统计,全球每年仅化石燃料产生的 C达 6 O t _, O.×l碳 1 _化石燃料产生的 C O占全球大气中的 8 .2 5, _能源 9 5*国家自然科学基金资助项目(0 0 0 6. 5 36 2 )

捕集储藏二氧化碳 .自然界中,石吸收大气中的在岩 c风化自然形成钙镁碳酸盐,自由能比二氧化 0.其碳小 6 J mo~ 1 0k/ l]化学性能更稳定 . 0k/ l 8 Jmo_, 7

二氧化碳的分离过去主要用于加强石油开采的

1博士生, )副研究员 f ) 2研究员,博士生导师 t中国科学院广州能源研究所, 10 0广州; ) 507 3研究员,中国科学技术大学, 30 7合肥, 20 24 )博士,授 .教加拿大英属哥伦比亚大学化学与生物工程系, T Z V6 1 4收稿日期;0 5l一4修回日期 2 0一22 2 0一l0; 0 5l—6

碱金属的催化作用

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第 2期

阎常峰等

石灰石的煅烧分解及其吸收二氧化碳机理

回收,目前从烟气嗍或合成气中分离 C 合 O在

成氨,能量储存[化学热泵_和吸收二氧化碳促 1, 1幻进制氢反应口等方面具有广泛的应用前景, a在 CO 10 0 C以下吸收 C的碳酸盐化反应研究越来越 0 O受到重视 .气中 C 度的增加对全球气温变暖大 O浓的影响驱动捕集 C的先进能量循环系统地发展. O

2实验结果 2 1加热速率对吸收二氧化碳的影响 .

典型的石灰石加热分解和吸收 c

的加热曲 O线见图 2在 TG中的分解反应过程中,准工况, R标下的流量为 10 0mL mi 0 / n的工业氮气清扫气体产物 C 气体流速为 0 5 s吸收反应过程中, O, . 1m/ .增加流量为 1 0mL mi 8 / n的 CO气体,混合气体中的C O浓度为 1 ., 4 4流速为 0 6 s在 0 C/~3 . 0m/ . s

利用高纯度的氧气燃烧产生高浓度的 C以便于 O

回收处理,氧气的分离提纯是一种耗能过程,系统其经济性将大受影响;可以利用氨溶液, a沸石也 C O,和活性炭吸收 _] 1或利用聚合物,金属和分子筛膜 贵式分离等方法捕集烟气中的 C .用 C O对 C O.利 a O

C/ s的加热速率下,加热至 8 0 C;度上升至 8 0 5温 5

℃时,灰石保温 0s 8,保温阶段;后在石 ~ 0s为然6 0℃的 TGR中 …… 此处隐藏：12648字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……