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《cao基高溫co,2吸附劑研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文CaO基高溫CO<,2>吸附劑研究姓名：李清輝申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：吳素芳20070501浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要氫氣在化工、煉油、能源和冶金行業(yè)有著廣泛應(yīng)用．甲烷水蒸汽重整催化制氫是目前成本最低的制氫方法。二氧化碳吸附強化甲烷水蒸汽重整催化制氫技術(shù)是從反應(yīng)過程強化的角度對原有技術(shù)的進一步改進。本艾對二氧化碳吸附強化甲烷水蒸汽重整制氫過程所用的CaO基吸附劑進行研究，對化工、煉油、能源和冶金等國民經(jīng)濟重要行業(yè)具有重要的意義。本文通過制備多種cao基高溫二氧化碳吸附劑，考察吸附條件對吸附率和吸附一脫附循環(huán)使用穩(wěn)定性的影響，對優(yōu)化的
2、吸附劑建立了二氧化碳吸附反應(yīng)動力學(xué)模型，求得模型參數(shù)。通過實驗研究改變吸附劑粒徑和操作條件對吸附劑吸附率的影響，得出不同粒徑吸附劑存在不同的最佳吸附溫度；C02濃度對不同粒徑吸附劑影響不同：對粒徑為60-80#m和1．1．8衄的兩種吸附劑在C02濃度分別高于30％，20％情況下，提高C02濃度對二氧化碳吸附率沒有影響。通過比較不同組成吸附劑的吸附率，得到影響吸附率的因素主要有：前驅(qū)物、載體和添加劑。前驅(qū)物為CaCOz的吸附劑其吸附率比Ca(OH)2高；以-41203為吸附劑的載體，性能優(yōu)于高嶺士和白土載體；添加MgO對反應(yīng)初期吸附速率有較大的提高，吸附率提高約10％，
3、MgO添加量為2．5％的效果最好。添加碳酸鉀能提高吸附率，比添加碳酸鈉的吸附率要高。通過比較不同組成吸附劑和不同操作條件下循環(huán)吸附率，得到影響吸附穩(wěn)定性的因素主要有前驅(qū)物、載體、添加劑和升溫速率。以CaC03為前驅(qū)物的吸附劑15次循環(huán)后，吸附率比以Ca(OH)z為前驅(qū)物的吸附劑高20％；以氧化鋁為載體的吸附劑15次循環(huán)后吸附率仍最高：KCl的添加對吸附循環(huán)穩(wěn)定性方面效果最好。較溫和的升溫速率對提高循環(huán)穩(wěn)定性有利。分解溫度低一些對保持穩(wěn)定的吸附率有利。研究得出優(yōu)選的CaO基吸附劑吸附時間為10分鐘的情況下最高吸附率為70％，TGA測試62次600℃吸附和800℃脫附的吸
4、附循環(huán)穩(wěn)定吸附率為34％。對優(yōu)選的吸附劑進行吸附動力學(xué)研究。根據(jù)吸附反應(yīng)動力學(xué)特性潞整個吸附曲線分為反應(yīng)段和擴散段兩段進行擬合。吸附動力學(xué)反應(yīng)段和擴散段均能用基3浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文于隨機成核和隨后生長機理的Avrami—Erofccv方程，轉(zhuǎn)化率積分式為GO)=[4nO-x)r模型進行擬合．提出簡便、科學(xué)的兩段劃分依據(jù)為，協(xié))=0。，協(xié))---o之前的反應(yīng)段參數(shù)n=1／3，擬合最大相對誤差是3．5％。，協(xié))=0之后的傳質(zhì)控制段參數(shù)n=3，擬合最大相對誤差是0．86％。實驗得到納米級CaO基吸附劑反應(yīng)段的活化能為11．9kJ／mol，比微米級CaO低22％．納米級Ca
5、O基吸附劑擴散段的活化能為106．9kJ／mol，比微米級的Ca0低33％。納米級CaO反應(yīng)和擴散速率常數(shù)均比微米級CaO基吸附劑大，解釋了納米級吸附劑比微米級吸附劑吸附率高的原因。本文研究的CaO基二氧化碳吸附劑的顆粒特性、吸附條件對吸附率以及循環(huán)吸附率的影響和吸附反應(yīng)動力學(xué)研究，為吸附劑的進一步開發(fā)研究提供了基礎(chǔ)。4浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractHydrogenplaysavitalroleinchemicalindustry,oilrefining,energysourcesandmetallurgyindu．§try．Steammethanereform
6、ingisthemosteconomicefficientwaytomadehydrogen．TheC02adsorptionenhancedreforming沁R)isallimprovementoftheoriginaltechnology．TheresearchesofC02adsorbentshaveasignificantmeaningtodevelopoftheAERtechniqueusedinthechemicalengineering,oilrefining,energysonrcesandthemetallurgyindustry．Thevadou
7、sCaObaseC02adsorbentshavebeenprepared,thefactorsofeffectOntheadsorptioncapacityanddurabilityofadsorbentshavebeendetailedinvestigated．AndanadsorptionreactionkineticsmodelofCaObasedC02adsorbenthasbeendetermined．Theeffectfactorsofadsorptioncapacityincludeparticlesizes，C02pressuref
