固態(tài)胺吸附劑用于燃燒后CO₂捕集因其相比醇胺溶液法能夠降低再生能耗、避免設(shè)備腐蝕而受到關(guān)注。本文圍繞固態(tài)胺捕集CO₂的技術(shù),分別從固態(tài)胺的開(kāi)發(fā)與測(cè)試、再生穩(wěn)定性、流化床反應(yīng)器以及中試試驗(yàn)四個(gè)方面進(jìn)行了研究。在固態(tài)胺的開(kāi)發(fā)和測(cè)試方面,以不同孔尺寸的無(wú)序介孔硅膠和大孔樹(shù)脂為載體,采用物理浸漬法制備固態(tài)胺,利用熱重分析儀和小型流化床反應(yīng)器,研究了載體孔結(jié)構(gòu)、胺種類(lèi)和擔(dān)載量、溫度、CO₂濃度以及水蒸氣對(duì)固態(tài)胺吸附性能的影響規(guī)律,分析了水蒸氣對(duì)固態(tài)胺脫碳性能的影響機(jī)理,建立了固態(tài)胺吸附模型,并獲得了相關(guān)的化學(xué)平衡及動(dòng)力學(xué)參數(shù)。研究結(jié)果表明,固態(tài)胺吸附能力基本隨著平均孔徑和孔容的增加而增大,當(dāng)平均孔徑大于10nm時(shí),載體比表面積也會(huì)對(duì)吸附能力產(chǎn)生影響;固態(tài)胺具有一個(gè)最佳擔(dān)載量和反應(yīng)溫度,水蒸氣的存在改變了胺和CO₂的反應(yīng)機(jī)理,對(duì)固態(tài)胺的脫碳過(guò)程具有一定程度的促進(jìn)作用。在再生穩(wěn)定性方面,研究了反應(yīng)條件、胺的分子量和反應(yīng)器對(duì)固態(tài)胺熱穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)載體對(duì)胺在CO₂氛圍下的降解有不同程度的催化...

【文章頁(yè)數(shù)】：195 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 課題背景與意義
        1.1.1 全球變暖與CO₂排放
        1.1.2 CO₂減排技術(shù)
        1.1.3 燃燒后捕集CO₂的技術(shù)
    1.2 固態(tài)胺吸附劑捕集CO₂的技術(shù)
        1.2.1 固態(tài)胺吸附劑介紹
        1.2.2 固態(tài)胺能耗和經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)
        1.2.3 固態(tài)胺的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀
    1.3 固態(tài)胺吸附劑的研究綜述與分析
        1.3.1 吸附性能
        1.3.2 再生與穩(wěn)定性
        1.3.3 固態(tài)胺捕集CO₂的反應(yīng)器
        1.3.4 存在的主要問(wèn)題
    1.4 論文研究思路與主要內(nèi)容
        1.4.1 論文研究思路
        1.4.2 論文研究?jī)?nèi)容與章節(jié)分布
第2章 固態(tài)胺的吸附性能與模型研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 材料及試劑
        2.2.2 固態(tài)胺的制備
        2.2.3 分析與表征
        2.2.4 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 載體孔結(jié)構(gòu)對(duì)CO₂吸附性能的影響
        2.3.1 擔(dān)載量對(duì)載體孔結(jié)構(gòu)和吸附能力的影響
        2.3.2 表面微觀形態(tài)
        2.3.3 載體孔隙變化對(duì)吸附能力的影響
    2.4 胺種類(lèi)和擔(dān)載量對(duì)吸附性能的影響
    2.5 不同捕集工藝對(duì)吸附性能的影響
        2.5.1 CO₂濃度的影響
        2.5.2 溫度的影響
        2.5.3 水蒸氣的影響規(guī)律與反應(yīng)機(jī)理
    2.6 吸附模型與反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        2.6.1 化學(xué)平衡
        2.6.2 吸附模型與化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
        2.6.3 模型驗(yàn)證
    2.7 小結(jié)
第3章 固態(tài)胺的再生特性及穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)介紹
        3.2.1 材料及測(cè)試儀器
        3.2.2 小型流化床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
        3.2.3 分析儀器
    3.3 固態(tài)胺的再生特性
        3.3.1 氮?dú)夥諊略偕?br>        3.3.2 水蒸氣氛圍下再生
        3.3.3 CO₂氛圍下再生
    3.4 固態(tài)胺再生過(guò)程熱穩(wěn)定性研究
        3.4.1 胺的揮發(fā)機(jī)理
        3.4.2 再生過(guò)程胺的揮發(fā)特性
        3.4.3 胺分子量的影響
        3.4.4 反應(yīng)器中固態(tài)胺的熱穩(wěn)定性
    3.5 固態(tài)胺再生過(guò)程CO₂降解性能
        3.5.1 再生過(guò)程中胺的降解特性
        3.5.2 CO₂濃度對(duì)胺降解的影響
        3.5.3 水蒸氣的影響規(guī)律
        3.5.4 載體種類(lèi)對(duì)胺降解的影響
        3.5.5 CO₂氛圍下再生的循環(huán)穩(wěn)定性
100h)測(cè)試">        3.5.6 吸附劑穩(wěn)定性長(zhǎng)時(shí)間(>100h)測(cè)試
        3.5.7 載體催化胺降解的可能機(jī)理
    3.6 離子交換樹(shù)脂的脫碳性能與穩(wěn)定性
        3.6.1 吸附等溫線與擬合
        3.6.2 熱穩(wěn)定性
        3.6.3 再生特性
        3.6.4 循環(huán)穩(wěn)定性
        3.6.5 水蒸氣的影響
    3.7 小結(jié)
第4章 固態(tài)胺流化床反應(yīng)器的實(shí)驗(yàn)與模型研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)介紹
        4.2.1 材料及分析儀器
        4.2.2 單流化床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.3 單流化床中反應(yīng)與傳熱模型
        4.3.1 流化床反應(yīng)器模型
        4.3.2 傳熱模型
        4.3.3 流化床K–L兩相模型的驗(yàn)證
        4.3.4 傳熱模型的驗(yàn)證
        4.3.5 固態(tài)胺在單流化床中的循環(huán)穩(wěn)定性
    4.4 系統(tǒng)質(zhì)量與能量守恒分析
        4.4.1 流程介紹
        4.4.2 守恒方程
        4.4.3 質(zhì)量守恒結(jié)果
        4.4.4 能量守恒結(jié)果
    4.5 雙流化床反應(yīng)器連續(xù)捕集實(shí)驗(yàn)
        4.5.1 雙流化床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)
        4.5.2 雙流化床反應(yīng)器冷態(tài)實(shí)驗(yàn)
        4.5.3 雙流化床反應(yīng)器熱態(tài)實(shí)驗(yàn)
    4.6 小結(jié)
第5章 固態(tài)胺連續(xù)捕集CO₂的中試試驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 下行床反應(yīng)器模型與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)介紹
        5.2.2 下行床流動(dòng)及反應(yīng)模型
        5.2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型驗(yàn)證
    5.3 中試試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)
        5.3.1 中試試驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念與選型
        5.3.2 中試試驗(yàn)臺(tái)介紹
    5.4 中試系統(tǒng)冷態(tài)測(cè)試
        5.4.1 操作參數(shù)的測(cè)試
        5.4.2 系統(tǒng)壓力平衡
        5.4.3 CO₂濃度測(cè)量位置的選擇
    5.5 中試系統(tǒng)熱態(tài)試驗(yàn)
        5.5.1 吸附劑材料
        5.5.2 系統(tǒng)溫度分布
        5.5.3 連續(xù)穩(wěn)定捕集試驗(yàn)
        5.5.4 吸附劑的破碎磨損特性
    5.6 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 主要特色及創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號(hào)：3888762