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《探索納米cao鋁酸鈣基co2吸附劑微球顆粒的磨損性能及機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、浙江大學碩士學位論文納米CaO/鋁酸鈣基CO2吸附劑微球顆粒的磨損性能及機理研究姓名：蔣明哲申請學位級別：碩士專業(yè)：化學工程指導教師：吳素芳201005浙江大學碩士學位論文摘要CaO基C02反應吸附劑流化顆粒，可以應用在煙道氣脫碳和反應吸附強化甲烷水汽重整制氫反應(ReactiveSorptionEnhancedReforming，簡稱ReSER)過程之中。研究吸附劑顆粒流化磨損性能和吸附性能，對于煙氣C02減排以及制氫新技術ReSER的工業(yè)應用，具有重要的意義。首先，本文以納米碳酸鈣和鋁溶膠為原料，采用噴霧造粒方法，通過改變Ca／A1摩爾比和煅燒溫度，制備得到了以鋁酸鈣作為
2、顆粒骨架，以納米CaO作為活性吸附組分的納米CaO／鋁酸鈣基C02吸附劑微球顆粒。通過BET，XRD，SEM和TEM等測試手法，對吸附劑結構表征分析，得到了吸附劑形成機理。其次，本文對于不同制備條件得到的吸附劑顆粒進行了耐磨性能和吸附性能測試和比較，結果表明：Ca／A1摩爾比在2．3．3．5之間，煅燒溫度在900．10000C時，制備得到的吸附劑顆粒具有最優(yōu)耐磨性能。采用ASTMD5757標準的流化床噴射杯磨損測試，在標準規(guī)定的氣流量為0．3m3／hr的氣流條件下測定顆粒的跑劑比例低于2．1％。同時本文還在相同的實驗裝置上研究氣速，填料重量，磨損時間，等流化條件對磨損性能的影
3、響。實驗結果表明，影響吸附劑顆粒磨損的主要因素為流化氣速。隨著氣速增加，顆粒的跑劑比例明顯增加。本文實驗研究證明了溶膠混合制備的納米CaO／鋁酸鈣基C02吸附劑微球顆粒的耐磨性能要優(yōu)于直接添加高強度材料制備的吸附劑顆粒的耐磨性能。綜合以上分析，結合吸附劑顆粒形成機理，得到了本體系吸附劑顆粒以剝落磨損為主的磨損機理。本文研究了吸附劑Ca基吸附組分存在的CaO，CaC03和Ca(OH)2三種不同狀態(tài)，并對三種狀態(tài)的吸附劑顆粒耐磨性能進行了比較。結果表明：Ca(OH)2的生成對吸附劑顆粒磨損性能產生不利影響。高溫流化(6000C)對于吸附劑顆粒的磨損性能影響較小。本文在熱重分析測試
4、裝置(ThermalGravimetricanalyzer，簡稱TGA)和固定流化床反應器(FixedFluidizedBed，簡稱FFB)上對反應吸附劑微球顆粒的吸附性能進行了分析。具有最優(yōu)磨損性能的吸附劑顆粒在TGA上40次循環(huán)后仍具有1．2mol／kg以上的吸附容量。在FFB預tJ試中，5900C可確定為最佳吸附溫度。吸附浙江大學碩士學位論文劑顆粒在7200C左右就開始出現(xiàn)分解，達至UTGA的吸附／再生循環(huán)條件，表明本體系的FFB傳熱效果好，對于降低反應整體能耗有利。FFB的氣速變化中，存在最佳的吸附劑質量與氣流量之比(W／F)：40gmin／ml，此W／F條件下，流化
5、態(tài)吸附過程的效率高，時間短，前期(吸附過程前20分鐘)吸附速率快。吸附劑在FFB上20次吸附／再生循環(huán)之后，吸附劑轉化率出現(xiàn)明顯下降。在FFB中的第20次的吸附劑轉化率bLTGA第20次循環(huán)的吸附劑轉化率低20％，說明較之TGA顆粒靜態(tài)測試，F(xiàn)FB中的顆粒動態(tài)磨損對其多次循環(huán)中的吸附容量穩(wěn)定性有不利影響。關鍵詞：納米Cao；C02吸附劑；流化床；磨損；鋁酸鈣2浙江大學碩士學位論文AbstractNanoCaO／mayenitemicro—sphereC02sorbentcallbewidelyusedinindustrialprocesses，suchastheC02sepa
6、rationfromfluegasandthehydrogenproductionfromC02reactivesorptionenhancedmethanereforming(ReSER)．Sinceboththeprocessesrequirethefluidizedbedreactorsystemtorealizeeffectiveenergyconservationandemissionreduction,itisnecessarytostudythefluidizingattritionperformanceofsorbentforthefuturecommerci
7、aluses．First,thenanoCaO／mayenitemicro—spheresorbentwaspreparedbyaspray叫塒ingtechniquefromtheslurrycontainingnanoCaC03precursorofthenanoCaO．111ellanoCaO／mayenitemicro—spheresorbentcontainnarloCaOasC02reactiveadsorptioncomponentandaframeworkofmayenite，which
