【摘要】：基于鈣循環(huán)CO2捕集系統(tǒng)的實際需要,采用擠壓-滾圓法制備了用于捕集工業(yè)尾氣中的CO2的生物質(zhì)模板改性鈣基吸收劑顆粒。主要研究了四種草本生物質(zhì)(稻草、稻殼、麥秸桿、玉米桿)、不同摻雜比例(2、5、10和20 wt.%)以及20 wt.%微晶纖維素添加、煅燒條件(850℃,100vol.%N2和900℃ 40vol.%CO2)以及不同預(yù)煅燒處理工況(N2熱解、空氣煅燒和煤粉燃燒)下的改性鈣基吸收劑顆粒循環(huán)脫碳性能。850℃,100 vol.%N2鍛燒條件下,發(fā)現(xiàn)稻草、稻殼、麥秸桿和玉米桿對鈣基吸收劑顆粒的改性效果體現(xiàn)在改善其抵抗循環(huán)CO2吸收性能衰減的能力方面。其中,CH-MJ10(10 wt.%麥秸桿摻雜,下同)的吸收劑顆粒改性效果最佳,其CO2吸收量衰減率為12.35%,僅為純氫氧化鈣的衰減率的26.10%。而900℃,40vol.%CO2鍛燒條件下,生物質(zhì)模板改性的吸收劑顆粒的循環(huán)脫碳性能不僅沒有得到有效地改善,反而隨著添加比例的增加,循環(huán)脫碳性能表現(xiàn)出逐漸惡化的趨勢。尤其是CH-YMG10、CH-DC10、CH-DC20三種顆粒,20次循環(huán)單位質(zhì)量吸收劑顆粒的單位CO2吸收量衰減率依次為79.27%,78.86%、78.69%。造成這些改性吸收劑顆粒脫碳效果較差的原因是生物質(zhì)中木質(zhì)素會明顯地削弱纖維素和半纖維素對鈣基吸收劑顆粒CO2吸收性能的改善效果。此外,生物質(zhì)模板能夠顯著改善改性吸收劑顆粒的抗磨損性能。經(jīng)過6000r磨損測試后,CH-MJ5的磨損率最低,僅為0.73%;CH-DC10次之,為2.12%(而未摻雜的顆粒經(jīng)過6000 r之后磨損率達到了 6.32%)。進一步選取改性效果良好的纖維素作為造孔模板,測試改性鈣基吸收劑顆粒的循環(huán)脫碳性能,其中纖維素的添加比例為20 wt.%。發(fā)現(xiàn)纖維素模板改性的鈣基吸收劑顆粒的尺寸對其循環(huán)CO2吸收性能的影響極其微弱,但是尺寸較小的顆粒相較于大顆�？梢暂^快地達到其最大CO2吸收容量。由于不同粒徑的纖維素模板(45 μm、100-150 μm和300 μm)具有相似的失重特性,其對鈣基吸收劑顆粒孔隙結(jié)構(gòu)的改善作用差異不大,造成纖維素模板粒徑對鈣基吸收劑顆粒的循環(huán)CO2吸收能力和吸收速率的影響微弱。相較于N2熱解預(yù)鍛燒處理,空氣煅燒和摻混煤粉燃燒易造成鈣基吸收劑顆粒燒結(jié)的惡化,導(dǎo)致其循環(huán)CO2吸收能力的下降。同時,N2熱解能夠在吸收劑顆粒內(nèi)部形成穩(wěn)定的硬質(zhì)骨架結(jié)構(gòu),維持吸收劑顆粒在循環(huán)脫碳過程中孔隙結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,增強吸收劑顆粒循環(huán)吸收CO2的穩(wěn)定性。此外,摻雜300 μm的纖維素在獲得較為良好的脫碳性能之外,還具有良好的機械性能。
【圖文】：

第１章緒論第１章緒論逡逑１邋ｃ0２排放及減排技術(shù)逡逑溫室效應(yīng)是由于大氣中以二氧化碳為主的溫室氣體可以透過來自太陽的短波并吸收來自地面反射的長波輻射，從而導(dǎo)致地表溫度越來越高的自然現(xiàn)象。但業(yè)時代以來，隨著人類對能源的需求逐漸增加，大量化石能源燃燒之后產(chǎn)生的ｃｏ排放到大氣中，加劇了大氣的溫室效應(yīng)，使得全球變暖日益嚴重。美國國家海洋氣管理局下的地球系統(tǒng)研究實驗室（ＥＳＲＬ）的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，１９８０年以來全球中的Ｃ０２平均濃度一直在持續(xù)增長，具體情況如圖丨．丨１１］。截至２０１９年２月，己到４１０．６０ＰＰｍ，且呈現(xiàn)出繼續(xù)增漲的趨勢。因此，Ｃ０２減排對緩解日益嚴重的全暖問題至關(guān)重要。逡逑－邐

將達到１５０億噸。《ＢＰ世界能源統(tǒng)計年鑒２０１７》指出⑵，２０１６年煤炭在中國的能源逡逑結(jié)構(gòu)占比由的６４％降至６２％，邋Ｃ０２排放量連續(xù)第二年下降，降幅為０．７％，但是中國逡逑因化石能源消耗造成的Ｃ０２排放量仍然居于全球首位，如圖１．２所示。因此要實現(xiàn)逡逑Ｃ０２短期內(nèi)排放量達到峰值的目標，壓力依然十分巨大。當前化石能源仍舊占據(jù)全球逡逑能源結(jié)構(gòu)的主導(dǎo)地位，由于工業(yè)生產(chǎn)而造成的ＣＣｈ大量排放將會持續(xù)相當長－段時逡逑間。因此，找到一條能夠在短期內(nèi)有效降低Ｃ０２排放的技術(shù)路線尤為迫切。逡逑９邋－邐邐邐＂邐中國逡逑。．邐美國逡逑８邋＂邐４－邋口本逡逑＾邋７邐：邐Ｃ｜ｉｉｉ＝逡逑５邐■邋Ｚ邐歐洲逡逑ｍ邋ｅ邋－邋？一＾俄羅斯逡逑＾邋．邋？邐－＃邐ｓ一￣￣￣逡逑８邋４邋－逡逑３邋－逡逑２邋？邐邐－ｗ－邐逡逑邐Ｉ邐逡逑？邋＜—４—－＝邋￣￣￣Ｉ邋ｗ＾ｒ￣Ｍ邐４邐４邐？邐＾逡逑１『＿＿＿４．——？一■卜今邐？邐４邋—４．逡逑２００６邐２００８邐２０１０邐２０１２邐２０１４邐２０１６逡逑圖１．２近十年世界各地區(qū)Ｃ０２排放量【２］逡逑目前，Ｃ0２減排技術(shù)主要分為源頭控制和排放后處理兩種方式，包括節(jié)約用能、逡逑開發(fā)清潔可Ｈｉ牛．能源以及ＣＣｈ的捕集與財存技術(shù)（Ｃａｒｂｏｎ邋Ｃａｐｔｕｒｅ邋ａｎｄ邋Ｓｔｏｒａｇｅ，邋ＣＣＳ邋）。逡逑其中，，開發(fā)清潔可再生能源，包括核能、水電、可再生能源、生物質(zhì)能等，提高清潔逡逑可再生能源在整個能源結(jié)構(gòu)中的占比，這是一條長遠可行的發(fā)展低碳能源路線。盡管逡逑發(fā)展清潔可再生能源在中長期看來具有巨大的碳減排潛力
【學(xué)位授予單位】：南京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X701

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本文編號：2620074