循环煅烧／碳酸化反应中CaO微观结构变迁特性-东南大学学报.PDF

第３９卷第２期 东南大学学报（自然科学版） Ｖｏｌ３９Ｎｏ２ 　 ２００９年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｒ．２００９ 　　　　　　 循环煅烧／碳酸化反应中 ＣａＯ微观结构变迁特性 李英杰　赵长遂　陈惠超 （东南大学能源与环境学院，南京２１００９６） 摘要：对ＣａＯ在循环反应中的碳酸化特性和微观结构变迁特性进行了研究．研究表明，ＣａＯ在 ７００℃碳酸化时能取得最佳的ＣＯ２捕捉性能，高煅烧温度不利于ＣａＯ的碳酸化．随着循环次数 的增加，ＣａＯ的孔隙由粗糙、具有网状连接和多孔的结构逐渐向平滑、孔间连接较差和较少孔的 结构转变．ＣａＯ比表面积和比孔容均随循环次数增加而减小．前１０次循环反应使ＣａＯ比表面积 衰减迅速，此后变化缓慢．随着循环次数的增加，ＣａＯ的孔容和孔表面积分布均变差，ＣａＯ平均 孔径逐渐增大．每次循环中，ＣａＯ中孔（２～５０ｎｍ）的孔表面积大于大孔（大于５０ｎｍ）的孔表面 积．ＣａＯ碳酸化转化率随其比表面积和比孔容增加而增大，但当超过比表面积和比孔容的临界 值后其转化率则可能减小． 关键词：ＣａＯ；循环反应；微观结构；ＣＯ２捕捉 中图分类号：ＴＱ０２８　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２００９）０２０２６２０７ ＶａｒｉａｔｉｏｎｂｅｈａｖｉｏｒｏｆＣａＯｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇｃｙｃｌｉｃｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ／ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ ＬｉＹｉｎｇｊｉｅ　ＺｈａｏＣｈａｎｇｓｕｉ　 ＣｈｅｎＨｕｉｃｈａｏ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｙｃｌｉｃｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＣａＯ ｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔＣａＯｅｘｈｉｂｉｔｓｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍＣＯ２ｃａｐｔｕｒｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｔｔｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆ７００℃．Ｔｈｅｈｉｇｈｃａｌｃｉｎａｉｔｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｎｏｔｂｅｎｅｆｉｃｉａｌｔｏｔｈｅｃａｒｂｏｎａ ｔｉｏｎｏｆＣａＯ．ＴｈｅｐｏｒｅｓｏｆＣａＯｂｅｃｏｍｅｓｍｏｏｔｈ，ｐｏｏｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇａｎｄｌｅｓｓｐｏｒｏｕｓｉｎｓｔｅａｄｏｆｒｏｕｇｈ， ｎｅｔｓｈａｐｅｄｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄａｎｄｐｏｒｏｕｓａｓｔｈｅｃｙｃｌｅｎｕｍｂｅｒｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．ＣａＯｓｈｏｗｓａｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｓｐｅ ｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄｐｏｒｅｖｏｌｕｍｅｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｙｃｌｅｓ．ＴｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｏｆＣａＯｈａｓａ ｓｈａｒｐｄｅｃａｙｄｕｒｉｎｇｔｈｅｉｎｉｔｉａｌ１０ｃｙｃｌｅｓ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｓｌｏｗｓｄｏｗｎｗｉｔｈｆｕｒｔｈｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ ｃｙｃｌｅｎｕｍｂｅｒ．ＴｈｅｐｏｒｅｖｏｌｕｍｅａｎｄｐｏｒｅｓｕｒｆａｃｅａｒｅａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆＣａＯｅｘｈｉｂｉｔｗｏｒｓｅｗｉｔｈｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｏｆｃｙｃｌｅｓ．ＴｈｅａｖｅｒａｇｅｐｏｒｅｓｉｚｅｏｆＣａＯｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｃｙｃｌｅｓ．Ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅ ａｒｅａｏｆｍｅｓｏｐｏｒｅ（２ｔｏ５０ｎｍ）ｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｍａｃｒｏｐｏｒｅ（ａｂｏｖｅ５０ｎｍ）ａｔｅａｃｈｃｙｃｌｅ．Ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆＣａＯｅｘｈｉｂｉｔｓａｎｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃｓｕｒｆａｃｅａｒｅａａｎｄ ｐｏ