改性颗粒活性炭吸附烟气中CO2的研究.docVIP

干法吸附烟气中二氧化碳技术 应用研究 目录 目录 I 摘要 III Abstract IV 前言 1 第1章 绪论 3 1.1全球变暖和低碳经济 3 1.2二氧化碳捕集与封存 4 1.3二氧化碳捕集技术的分类 5 1.3.1燃烧后捕集技术 6 1.3.2干吸附剂捕集二氧化碳 8 1.4非碳质干吸附剂 9 1.4.1 沸石 9 1.4.2二氧化硅材料 10 1.4.3金属-有机骨架（MOFs）多孔集合物 10 1.4.4碱金属基材料 11 1.4.5金属氧化物碳酸盐材料 12 1.5碳质吸附剂 12 1.5.1有序多孔碳 13 1.5.2石墨烯 13 1.5.3活性炭纤维（ACFs） 14 1.5.4活性炭 14 1.6立题背景和研究意义 14 1.7本的研究内容 15 第2章试验方案及原理 16 2.1试验原料 16 2.2试验仪器 17 2.3试验方案 17 2.3.1活性炭预处理 18 2.3.2改性试验 18 2.3.3吸附试验 18 2.4 考察指标和计算方法 18 2.4.1考察指标 18 2.4.2计算方法 18 2.5 吸附原理 19 2.6 气—固吸附理论 19 2.6.1 Langmuir吸附理论 20 2.6.2 混合气体的Langmuir吸附理论 20 2.6.3 BET吸附理论 20 2.6 改性试剂选择 21 第3章 改性试验 22 3.1 有机胺试剂改性活性炭的试验研究 22 3.1.1 有机胺改性活性炭的表征 22 3.1.2 有机胺试剂改性活性炭单因素试验 24 3.1.3 有机胺试剂改性活性炭正交试验 28 3.1.4 有机胺试剂改性活性炭结果与分析 38 3.2 氨基试剂改性活性炭的试验研究 38 3.2.1 氨基试剂改性活性炭的表征 38 3.2.2 氨基试剂改性活性炭单因素试验 39 3.2.3 氨基试剂改性活性炭正交试验 42 3.2.4 氨基试剂改性活性炭的结果与分析 50 3.3 碱性试剂改性活性炭的试验研究 51 3.3.1 碱性试剂改性活性炭的表征 51 3.3.2 碱性试剂改性活性炭单因素试验 52 3.3.3 碱性试剂改性活性炭正交试验 56 3.3.4 碱性试剂改性活性炭的结果与分析 63 3.4 本章小结 64 第4章 吸附试验 65 4.1 吸附温度对吸附试验的影响 65 4.2 CO2体积分数对吸附试验的影响 65 4.3 气体流速对吸附试验的影响 66 4.4 本章小结 67 第5章 结论 68 致谢 69 附录A 成果 74 附录B F分布表 75 干法吸附烟气中二氧化碳技术应用研究 摘要 温室气体的大量排放造成全球变暖，给人类的经济、社会及可持续发展带来了严峻的挑战。CO2作为最主要的温室气体，占温室总效应的63%，可在大气圈中存活几十年到三千年。其主要来源80%归咎于燃烧煤炭、石油、天然气等化石燃料；因此吸附烧结烟气中二氧化碳技术研究迫在眉睫。 选用有机胺试剂（MEA、DETA）、氨基试剂（NH3、NH4NO3）和碱性试剂（NaOH、Ca(OH)2）对活性炭进行改性，利用全自动比表面及空隙度分析仪（BET）和X射线衍射仪（XRD）对改性前后样品进行分析，结果表明：改性效果最明显（NaOH）的比表面积增加了1395.05m2/g，总孔容增加了1.484cm3/g，平均孔径减小了2.99nm；且有新的碱性有机物物相生成，促进了CO2的吸附。改性试验结果表明：碱性试剂氨基试剂有机胺试剂，其中NaOH试剂改性效果最佳；最佳改性工艺条件为改性温度为70℃、改性试剂量为130ml、改性时间为4h、干燥时间为6h，对CO2的吸附量为8.21mmol/g。吸附试验结果表明：最佳的吸附工艺条件为吸附温度为45℃、CO2体积分数为20%，气体流速为400L/h，其吸附量高达8.45mmol/g。 关键词：活性炭；改性；吸附；CO2 Research on Application of the dry technique for carbon dioxide adsorption on flue gas Abstract The emissions of greenhouse gases caused global warming, serious challenges has been brought into economic, social and sustainable development of human being. as the most important greenhouse gas, CO2 accounts for 63% of the total effect