制備了一種Na/K基復(fù)合吸收劑,通過對吸附劑進(jìn)行氮吸附試驗來探究其內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)。在小型流化床反應(yīng)器中,以水蒸氣為流態(tài)化氣體,考察水蒸氣溫度（100、150、200和250℃）和反應(yīng)氣氛（一定比例的水蒸氣和N2）升溫速率（5、10、15、20℃/min）對吸收劑再生特性的影響規(guī)律,并通過熱分析動力學(xué)確定再生反應(yīng)特性參數(shù)。結(jié)果表明:該復(fù)合吸收劑具有較好的孔隙結(jié)構(gòu);提高水蒸氣溫度和反應(yīng)氣氛升溫速率可減少再生反應(yīng)所需時間、增大再生反應(yīng)轉(zhuǎn)化率;當(dāng)水蒸氣溫度為250℃時,有最大峰值體積分?jǐn)?shù)（26.5%）,有最短再生反應(yīng)時間（16min）;當(dāng)升溫速率20℃/min時,有最大峰值反應(yīng)速率（221.4mL/min）,有最大平均反應(yīng)速率（62.6mL/min）;在水蒸氣氛圍下,4種升溫速率的吸收劑再生反應(yīng)活化能較為接近,為88.0～97.4kJ/mol,表明升溫速率并非影響再生反應(yīng)活化能的主要因素。 

【文章來源】：東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,46(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

以水蒸氣為載氣的燃煤煙氣CO2脫除裝置原理圖

由圖2可以看出，Na/K基復(fù)合吸收劑的吸附等溫線前半段上升較慢，曲線呈下凹趨勢，后半段快速上升，為第Ⅱ類吸附等溫線。該吸收劑的表面為多層吸附，具有孔徑為5nm以上的孔，其中吸附分支和脫附分支的分離發(fā)生在中等大小的相對壓力下，為典型的A類吸附回線。通過BET法計算吸收劑比表面積、通過BJH吸附累積計算比孔容，得出吸收劑的比表面積和比孔容分別為232.67 m2/g和267.8mm3/g，表明吸附劑具有較好的孔隙結(jié)構(gòu)。2.2 水蒸氣溫度對吸收劑再生反應(yīng)的影響

以NaHCO3·KHCO3/Al2O3為對象，以10℃/min的升溫速率使反應(yīng)氣氛（水蒸氣占比為80%，剩余為N2）從50℃升高至250℃（實際試驗中，加熱至250℃時溫度會繼續(xù)升高，在約300℃時CO2體積分?jǐn)?shù)變?yōu)?，下同），氣流量為3L/min。研究水蒸氣溫度分別為100、150、200和250℃時，其對再生反應(yīng)的影響，結(jié)果如圖3和表2所示。由圖3和表2可知，隨著水蒸氣溫度的升高，峰值再生反應(yīng)速率和峰值體積分?jǐn)?shù)逐漸增大、再生反應(yīng)時間縮短。當(dāng)水蒸氣溫度為250℃時，有最大峰值體積分?jǐn)?shù)為26.5%，有最短再生反應(yīng)時間為16.0min；當(dāng)水蒸氣溫度為100℃時，有最小峰值體積分?jǐn)?shù)為23.1%，有最長再生反應(yīng)時間為17.5 min。隨著水蒸氣溫度的上升，吸收劑再生轉(zhuǎn)化率上升的速度變快，最終再生轉(zhuǎn)化率均達(dá)到100%，即吸收劑都能夠完全再生，并且在水蒸氣溫度為250℃時最適合進(jìn)行再生反應(yīng)。這是因為當(dāng)水蒸氣溫度為250℃時，水蒸氣由飽和蒸氣變?yōu)檫^熱蒸氣，此時過熱蒸氣由于十分干燥，在作為流態(tài)化氣體時不會造成流化床中試劑的吸水黏結(jié)，因而不會降低流化效果。相比飽和蒸氣，過熱蒸氣攜帶更多的熱量，250℃時過熱蒸氣的焓值已達(dá)到2 974.5kJ/kg。吸收劑的再生反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，高溫的過熱蒸氣可促進(jìn)再生反應(yīng)的進(jìn)行。當(dāng)流化床中的溫度還處于上升階段時，過熱蒸氣能使流化床中的再生劑提前到達(dá)能夠發(fā)生再生反應(yīng)的溫度區(qū)間，加快反應(yīng)。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3635648