钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化方法是燃煤电厂烟气中CO2捕集的较有前景技术路线之一。但该技术仍有许多问题待解,如循环过程中吸收剂的活性降低即是其中最主要问题之一。本文利用自制并能实现等温下热重测量的装置,针对石灰石循环吸收CO2工艺,研究了烟气中水蒸气对石灰石循环煅烧/碳酸化特性的影响规律。结果表明,对于刚刚完成煅烧的石灰石来说,煅烧阶段水蒸气的存在会降低吸收剂活性,而碳酸化过程中水蒸气会大幅度提高碳酸化转化率。当煅烧及碳酸化阶段均含有水蒸气时,衰减趋势和转化率与仅碳酸化过程含有水蒸气类似,但呈现的规律不是仅煅烧或仅碳酸化阶段存在水蒸气时效果的简单相加。碳酸化阶段水蒸气的影响与温度、水蒸气浓度、CO2浓度有关。在该实验工况下不存在明显的粒径效应。
研究了烧结对该工艺的影响。结果表明:烧结时间延长,无论是碳酸化反应速率还是最终转化率均明显下降,尤其在快速化学反应控制阶段更为明显;水蒸气对不同烧结时间CaO的影响差异显著。例如,对烧结0min的CaO水蒸气降低了碳酸化转化率,但在延长烧结时间的一些情况下水蒸气却提高了转化率;温度升高,烧结加剧,CaO碳酸化转化率加剧下降;大粒径(355-450μm)吸收剂抗烧结能力更强。
结合微观孔结构和动力学特性,推测煅烧阶段水蒸气通过烧结改变吸收剂的微观孔结构而碳酸化阶段水蒸气通过催化作用影响碳酸化转化率。无论水蒸气存在与否,烧结时间的延长总是会降低CaO的比表面积和孔容积。对烧结0min的CaO,水蒸气会明显减小其比表面积和孔容积,但对于烧结6min和12min的CaO,当水蒸气存在时,其比表面积和孔容积相反比无水蒸气存在时要大。
- 作 者：
- 周兴
- 学科专业：
- 动力机械及工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华北电力大学(保定)
- 导师姓名：
- 王春波
- 学位年度：
- 2014
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
