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弱碱性吸收剂碳捕集及CO_(2)富液生物再生性能 被引量:1
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作者 赵敏楠 张佳音 +6 位作者 张新妙 徐恒 栾金义 陆丁香 赵鹏宇 陈湘泽 武振康 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期180-188,共9页
碳捕集转化一体化工艺能利用CO_(2)转化过程同步实现CO_(2)富液再生,有望降低碳捕集转化整体成本。为评价生物甲烷化与碳捕集耦合的可行性,首先,在填料塔中考察了以4.2 g/L NaHCO_(3)、6 g/L Na_(2)CO_(3)、微生物营养液配制的弱碱性吸... 碳捕集转化一体化工艺能利用CO_(2)转化过程同步实现CO_(2)富液再生,有望降低碳捕集转化整体成本。为评价生物甲烷化与碳捕集耦合的可行性,首先,在填料塔中考察了以4.2 g/L NaHCO_(3)、6 g/L Na_(2)CO_(3)、微生物营养液配制的弱碱性吸收剂(pH=10)对模拟烟气中CO_(2)的吸收性能;其次,在厌氧瓶内利用生物甲烷化过程对CO_(2)富液开展5个周期的循环再生试验。结果表明,填料塔气体流量≤1.0 L/min时,随液体流量增加,所有试验组CO_(2)去除率逐渐上升并能稳定在80%以上,该填料塔液体流量宜≤0.9 L/min;不同气体流量(0.4~1.2 L/min)下填料塔体积总传质系数基本稳定在17~19 mol/(h·kPa·m^(3));CO_(2)吸收导致吸收液中NaHCO_(3)增加、Na_(2)CO_(3)减少,二者变量比值在1.2~1.9。气体流量为0.6 L/min、液体流量为0.7 L/min时,在维持80%以上CO_(2)去除率的前提下,该弱碱性吸收剂可循环使用6次,此时活性组分CO_(3)^(2-)利用率达89.5%,形成的CO_(2)富液中总无机碳量为0.127 mol/L,pH为8.82,能为生物甲烷化微生物提供适宜的生长环境。CO_(2)富液循环生物再生试验表明,每次再生后的吸收剂CO_(2)吸收量基本稳定在69.6~78.6 mmol/L,且再生期间CH 4产生过程具有良好的重复性;再生试验后,Firmicutes、Actinobacteriota等耐碱性门水平细菌得到一定富集;氢营养型产甲烷菌在再生前后古菌属中占比均接近99%,但再生试验期间弱碱性环境导致Methanobrevibacter相对丰度降低了19.5%,unclassified_f_Methanobacteriaceae增加了18.7%。初步证实了碳捕集耦合生物甲烷化工艺的可行性。 展开更多
关键词 碳捕集转化一体化 吸收 co_(2)富液 生物再生 生物甲烷化
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MDEA基相变吸收剂筛选及其CO_(2)捕集性能
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作者 胡彦陇 王强 +3 位作者 胡定凯 张迎霜 陈亚丽 陆诗建 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期158-170,共13页
为了达到快速筛选相变吸收剂的目的,基于汉森溶解度参数理论,以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂,有机溶剂为分相促进剂,水为溶剂,快速筛选出一种新型相变吸收剂——MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O。热重分析(TGA)测试了相变吸收剂的热稳... 为了达到快速筛选相变吸收剂的目的,基于汉森溶解度参数理论,以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂,有机溶剂为分相促进剂,水为溶剂,快速筛选出一种新型相变吸收剂——MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O。热重分析(TGA)测试了相变吸收剂的热稳定性,CO_(2)吸收、解吸试验探究了相变吸收剂的CO_(2)吸收性能、解吸性能及循环再生能力。1 HNMR测试了相变前后物质的分布情况。结果表明,MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂相比质量分数30%乙醇胺(MEA)吸收剂及文献已报道的MDEA/正丁醇/H_(2)O相变吸收剂具有最高的热稳定性。NHD作为分相促进剂的同时可促进CO_(2)在相变吸收剂中的溶解,MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂发生液-液分相需要NHD和H_(2)O同时存在。25℃时,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂具有最高CO_(2)吸收容量为1.0695 mol/L。所开发的相变吸收剂可将送至解吸单元的解吸液体积降至42%。在解吸温度90℃时,CO_(2)解吸效率达98.96%。在25℃下吸收,90℃下热解吸,经10次吸收、解吸循环再生试验,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂的CO_(2)总循环容量为9.2604 mol/L,相比于质量分数30%MEA吸收剂、30%MDEA吸收剂及MDEA/正丁醇/H_(2)O相变吸收剂具有最高的CO_(2)循环能力。^(1)HNMR测试结果表明该相变吸收剂的上液相主要成分为NHD,为贫液相。下液相主要成分为MDEA和MDEAH^(+),为富液相。 展开更多
关键词 相变吸收 co_(2)吸收容量 汉森溶解度参数 co_(2)循环容量 co_(2)解吸效率
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电石渣改性制备高效CO_(2)复合吸收剂
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作者 张媛 高彩云 +1 位作者 李东 李梅 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期344-354,共11页
电石渣是典型的高钙工业固体废弃物,具有优异的CO_(2)吸收性能,但是在钙循环中纯电石渣的反应活性和CO_(2)吸收性能会随着循环次数的增加而降低。本文以电石渣为钙源,以MgO和ZnO为掺杂剂合成高效稳定的钙镁锌复合吸收剂,在固定床反应器... 电石渣是典型的高钙工业固体废弃物,具有优异的CO_(2)吸收性能,但是在钙循环中纯电石渣的反应活性和CO_(2)吸收性能会随着循环次数的增加而降低。本文以电石渣为钙源,以MgO和ZnO为掺杂剂合成高效稳定的钙镁锌复合吸收剂,在固定床反应器中探究了合成工艺条件及掺杂量对复合吸收剂CO_(2)吸收性能的影响,以及循环吸收过程中吸收剂内部结构的变化。结果表明,利用干物理混合法合成的吸收剂比湿混合法具有更丰富的孔隙结构,Mg和Zn元素在电石渣表面分散均匀,有效改善了电石渣的抗烧结性能和反应活性,改性后的复合吸收剂在循环过程中具有更高的CO_(2)吸收性能,且20次循环后,干物理混合法合成的复合吸收剂CO_(2)吸收量仍可达0.42 g/g。 展开更多
关键词 固体废弃物 电石渣 co_(2)吸收性能 干物理混合法 湿混合法
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含乙醇胺三元低共熔溶剂吸收CO_(2)的研究
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作者 李秀婷 邵斌 +5 位作者 练昕宜 韦凯媛 李天阳子 钟缪亦兰 胡军 王小永 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期208-213,共6页
以氯化胆碱(ChCl)、甘油(Gly)、乙醇胺(MEA)为原料,制备了ChCl-Gly-MEA三元低共熔溶剂(DES),研究了其在室温和常压下对CO_(2)的吸收性能。在ChCl、Gly、MEA具有不同物质的量之比(1∶1∶4、1∶1∶6、1∶1∶8、1∶1∶10)的4种样品中,当ChC... 以氯化胆碱(ChCl)、甘油(Gly)、乙醇胺(MEA)为原料,制备了ChCl-Gly-MEA三元低共熔溶剂(DES),研究了其在室温和常压下对CO_(2)的吸收性能。在ChCl、Gly、MEA具有不同物质的量之比(1∶1∶4、1∶1∶6、1∶1∶8、1∶1∶10)的4种样品中,当ChCl、Gly、MEA物质的量之比为1∶1∶10时,CO_(2)的吸收量最大,每克DES中CO_(2)的吸收量为0.18 g。CO_(2)流速越高、含水量越低,则ChCl-Gly-MEA三元DES对CO_(2)的吸收量越大。ChCl-Gly-MEA三元DES对CO_(2)的吸收机理同时存在物理吸收和化学吸收,MEA的加入会显著提高其化学吸收作用。经5次吸收-解吸-再吸收后,ChCl-Gly-MEA三元DES仍保持97.3%的再生效率,说明ChCl-Gly-MEA三元DES具有良好的再生性。 展开更多
关键词 低共熔溶剂(DES) co_(2) 物理吸收 化学吸收 再生性
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EDTA间接滴定法快速检测CO_(2)吸收液中碳酸氢根与碳酸根总量的研究
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作者 李取超 殷国栋 +4 位作者 姚国栋 朱宁正 Marta Sibhat 周仰原 赵建夫 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2024年第2期89-95,共7页
碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是减少二氧化碳(CO_(2))排放的有效措施之一,其中化学吸收法应用广泛且技术成熟。在化学吸收法中,用碱性溶液吸收CO_(2)后,CO_(2)吸收液中存在一定量的碳酸氢根和碳酸根,准确测定CO_(2)吸收液中碳酸氢根和... 碳捕集、利用与封存(CCUS)技术是减少二氧化碳(CO_(2))排放的有效措施之一,其中化学吸收法应用广泛且技术成熟。在化学吸收法中,用碱性溶液吸收CO_(2)后,CO_(2)吸收液中存在一定量的碳酸氢根和碳酸根,准确测定CO_(2)吸收液中碳酸氢根和碳酸根的总量,可确定CO_(2)吸收液的CO_(2)吸收量。根据脱硫废水(作为CO_(2)吸收液)的水质组分及其复杂性提出了采用EDTA间接滴定法快速测定CO_(2)吸收液中碳酸氢根和碳酸根的总量(以碳酸根计,下同)。对碳酸氢根和碳酸根系列标准溶液的测定结果表明,系列标准溶液的标准曲线线性拟合系数均大于0.9993,线性拟合范围为100~2500 mg/L,因此EDTA间接滴定法测定碳酸氢根和碳酸根总量的检测范围为100~2500 mg/L。对实际工程水样的测定结果显示,测定结果的相对标准偏差为0.92%~1.28%(n=5),准确性较好,EDTA间接滴定法测定碳酸氢根和碳酸根总量具有现实可行性。 展开更多
关键词 co_(2)化学吸收 定量检测 间接滴定 脱硫废水
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微通道反应器内低共熔溶剂/水混合物吸收CO_(2)的传质特性
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作者 王彦旭 侯晓静 +2 位作者 伍辛军 吴可君 何潮洪 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期184-194,共11页
为了探索低共熔溶剂在CO_(2)吸收过程中的应用前景,通过实验对康宁先进流动反应器内低共熔溶剂/水混合物吸收CO_(2)的传质特性进行了研究,并与目前常用的CO_(2)吸收剂(N-甲基二乙醇胺的质量分数为30%的水溶液)进行了比较和分析。结果表... 为了探索低共熔溶剂在CO_(2)吸收过程中的应用前景,通过实验对康宁先进流动反应器内低共熔溶剂/水混合物吸收CO_(2)的传质特性进行了研究,并与目前常用的CO_(2)吸收剂(N-甲基二乙醇胺的质量分数为30%的水溶液)进行了比较和分析。结果表明,当低共熔溶剂/水混合物吸收剂体积流量qV,L不变、气相体积流量qV,G增大时,反应器的吸收负荷、体积传质系数均随之增大;而吸收率在qV,G较低时随qV,G增大而增大,当qV,G较大时,吸收率变化趋于平缓;当qV,G不变、qV,L增大时,吸收负荷、体积传质系数随之减小,但压降随之增大,而吸收率在qV,L较小时随qV,L增大而减小,当qV,L较大时变化趋近平缓。采用气、液相Re数、液相Sc数及增强因子等自变量,建立了体积传质系数关联式和压降关联式,平均绝对偏差分别为4.19%和1.74%,最大绝对偏差分别为13.9%和11.7%。 展开更多
关键词 低共熔溶剂 微通道反应器 co_(2)吸收 气、液两相流
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吸收式制冷压缩CO_(2)储能系统性能分析
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作者 刘希锴 王鼎 +1 位作者 刘仕桢 张荻 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期361-368,共8页
提出了一种结合了吸收式制冷循环的压缩CO_(2)储能系统,该系统采用分流的方式,将一部分CO_(2)引流至二级压缩机,将压缩产生的热量提供给吸收式制冷循环,使其启动工作并提供冷量给主路CO_(2),同时使用高压罐储存液态CO_(2),从而提高系统... 提出了一种结合了吸收式制冷循环的压缩CO_(2)储能系统,该系统采用分流的方式,将一部分CO_(2)引流至二级压缩机,将压缩产生的热量提供给吸收式制冷循环,使其启动工作并提供冷量给主路CO_(2),同时使用高压罐储存液态CO_(2),从而提高系统的储能效率。此外,对该系统进行了热力学分析和多目标优化。结果表明:在设计工况下,吸收器、一级压缩机、透平和级后换热器的[火用]损较大;本系统的储能效率随着冷凝压力、压缩机等熵效率和透平等熵效率的增加而提高,而储能压力的增大会使系统的储能效率降低;系统的最佳储能效率为68.70%,能量密度为0.153 kW·h/m^(3)。 展开更多
关键词 压缩co_(2)储能 吸收式制冷循环 储能效率 储能密度
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基于激光吸收光谱的CO/CO_(2)/H_(2)S浓度同步在线测量研究
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作者 张学军 陈勤根 +3 位作者 杨展 邓琴 贺拴玲 彭志敏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1412-1416,共5页
CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Her... CO、CO_(2)、H_(2)S是燃煤锅炉炉内气氛重要组成部分,其浓度不仅能够反映燃烧工况,还可作为水冷壁高温腐蚀程度判断依据,因此实现CO、CO_(2)、H_(2)S浓度的准确测量意义重大。首先采用波长调制-直接吸收(WM-DAS)方法结合约40 m长光程Herriott池,在室温低压下,开展不同CO/CO_(2)浓度配比下三种气体吸收率同步测量实验,结果表明三种气体的吸收率测量值与理论计算值相近,相对误差在6.82%以内,测量结果可靠性较高;然后对不同浓度CO/CO_(2)(0~2000μL·L^(-1))、H_(2)S(0~20μL·L^(-1))进行动态测量,结果表明,测量系统对三种组分浓度变化的响应具有较好的线性度。 展开更多
关键词 波长调制-直接吸收光谱 co浓度 co_(2)浓度 H_(2)S浓度 同步测量
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基于直接吸收光谱深度学习神经网络模型的CO_(2)浓度检测研究
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作者 史文辉 李凯亮 +5 位作者 宫廷 田亚莉 孙小聪 郭古青 邱选兵 李传亮 《电力科技与环保》 2024年第1期44-52,共9页
CO_(2)是温室气体的主要成分之一,其对全球气候变化和环境质量有重大影响,燃煤电厂作为我国最大的CO_(2)排放源,面临着严峻考验。为准确、快速、低成本地检测燃煤电厂CO_(2)浓度,促进燃煤电厂低碳发展,本文利用分布反馈半导体激光器构... CO_(2)是温室气体的主要成分之一,其对全球气候变化和环境质量有重大影响,燃煤电厂作为我国最大的CO_(2)排放源,面临着严峻考验。为准确、快速、低成本地检测燃煤电厂CO_(2)浓度,促进燃煤电厂低碳发展,本文利用分布反馈半导体激光器构建了一种高灵敏度的CO_(2)气体检测系统,同时采用HITRAN数据库作为深度学习模型的数据集,建立了一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network,1D-CNN)模型,采用反向传播神经网络算法检测CO_(2)浓度并与直接吸收技术进行了对比,并通过K折交叉验证法和调整模型参数来提升1D-CNN模型的性能。结果表明,1D-CNN模型的决定系数R^(2)值可达到0.9997,相对误差为1.07%,绝对误差为7.88 mg/m^(3),模型建立较为符合要求;利用1D-CNN模型调用最优参数,对比预测数据和真实数据,平均相对误差为6.06%,平均绝对误差为17.97 mg/m^(3),决定系数R^(2)=0.99941,可得模型的预测结果具有较高的精度。这种基于直接吸收光谱深度学习神经网络模型的气体浓度检测模型在测量CO_(2)气体浓度方面具有较高的准确性和可靠性,可为电力行业的环保监测和节能减排提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 燃煤电厂 碳排放 深度学习 吸收光谱 co_(2) HITRAN数据库
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太阳能-余热联合驱动吸收过冷CO_(2)制冷-淡水联产系统性能分析
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作者 代宝民 赵佳仪 +4 位作者 刘圣春 杨海宁 李伟锋 章立标 陈月 《流体机械》 CSCD 北大核心 2024年第2期32-39,共8页
为了同时满足制冷和淡水的共同需求,提出了太阳能-余热联合驱动吸收过冷CO_(2)制冷-淡水联产系统(AbsCWCS),在提高CO_(2)制冷系统能效的同时可生产淡水。建立系统的热力学模型,分析了环境温度和太阳辐射强度对系统能效(COP)的影响。此外... 为了同时满足制冷和淡水的共同需求,提出了太阳能-余热联合驱动吸收过冷CO_(2)制冷-淡水联产系统(AbsCWCS),在提高CO_(2)制冷系统能效的同时可生产淡水。建立系统的热力学模型,分析了环境温度和太阳辐射强度对系统能效(COP)的影响。此外,为进一步分析气候条件的影响,选取5个典型缺水城市,对年度性能系数(APF)和年淡水产量进行了评估。结果表明:Abs-CWCS的COP和淡水产量均显著提升,与基础CO_(2)增压制冷-淡水联产系统(Base-CWCS)相比,COP提高了1.95%~41.02%,淡水产量增加了0.8~28.6倍,Abs-CWCS的CO_(2)制冷系统排气压力可降低7.86%;AbsCWCS可有效提高系统的APF,5个典型缺水城市的APF可提升3.66%,年淡水产量的提升率可达9.54%~64.62%。研究结果为同时解决制冷和淡水需求提供了可靠的解决方案。 展开更多
关键词 吸收式过冷 co_(2)制冷系统 太阳能 制冷-淡水联产 余热
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有机胺吸收与解吸CO_(2)的变化过程分析研究
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作者 梁婷婷 《山西化工》 CAS 2024年第3期109-111,共3页
随着化石燃料的频繁使用,CO_(2)浓度持续增长。为研究有机胺吸收和解吸CO_(2)的变化过程,以有机胺羟乙基乙二胺和四乙烯五胺为研究对象,以介孔分子筛材料为吸收剂,通过控制不同胺负载量来研究有机胺对CO_(2)的吸收变化过程。采用吸附动... 随着化石燃料的频繁使用,CO_(2)浓度持续增长。为研究有机胺吸收和解吸CO_(2)的变化过程,以有机胺羟乙基乙二胺和四乙烯五胺为研究对象,以介孔分子筛材料为吸收剂,通过控制不同胺负载量来研究有机胺对CO_(2)的吸收变化过程。采用吸附动力学Avrami模型,对不同温度下的CO_(2)解吸过程进行分析。结果表明,通过有机胺吸附剂的表征分析验证了实验的可行性。当胺负载量为30%的羟乙基乙二胺时,吸附剂的吸收效率最高。温度为110℃时,吸附剂在12 min就完成了大部分CO_(2)的解吸,解吸效率最高。 展开更多
关键词 co_(2) 有机胺 解吸co_(2) 化学吸收
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物化吸收混合体系强化小球藻固定CO_(2)研究
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作者 陈安 黄陈辉 +1 位作者 倪婧 任洪艳 《当代化工研究》 CAS 2024年第8期171-174,共4页
为强化小球藻固定转化CO_(2),本文选择3种化学吸收剂:聚乙二醇(PEG 200)、单乙醇胺(MEA)、碳酸钾(K_(2)CO_(3)),并与纳米纤维膜(NFMs)耦合,考察(PEG/K_(2)CO_(3)、PEG/MEA、MEA/K_(2)CO_(3))化学体系、(NFMs/PEG)物-化吸收混合体系中小... 为强化小球藻固定转化CO_(2),本文选择3种化学吸收剂:聚乙二醇(PEG 200)、单乙醇胺(MEA)、碳酸钾(K_(2)CO_(3)),并与纳米纤维膜(NFMs)耦合,考察(PEG/K_(2)CO_(3)、PEG/MEA、MEA/K_(2)CO_(3))化学体系、(NFMs/PEG)物-化吸收混合体系中小球藻的生长与固碳情况。实验结果表明:NFMs/PEG物-化混合吸收体系可提高小球藻对CO_(2)的吸收利用,小球藻最大生物量产率为0.357 g/(L·d),最大CO_(2)固定率达0.612 g/(L·d),CO_(2)利用效率为52.3%;三种化学混合吸收体系中,PEG/K_(2)CO_(3)体系的小球藻生长最好,培养3天的生物量产率最大为0.320 g/(L·d),CO_(2)固定率为0.590 g/(L·d),显著高于PEG/MEA组和MEA/K_(2)CO_(3)组。 展开更多
关键词 co_(2)固定 小球藻 化学吸收 纳米材料
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工业固废CO_(2)矿化协同减污降碳关键技术进展
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作者 李磊 潘鑫 刘鲁豫 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1-12,共12页
针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了... 针对工业过程CO_(2)和固废排放的问题,减污降碳刻不容缓。CO_(2)矿化技术在封存CO_(2)的同时固废得到资源化利用,受到广泛关注。论述了不同工业固废作为CO_(2)矿化原料的利用情况,对比分析了不同矿化工艺优缺点及CO_(2)矿化机理,总结了不同CO_(2)矿化工艺研究现状和工业化应用情况。研究发现,目前针对固废CO_(2)矿化缺乏机制性解释,无法有效控制金属离子的浸取过程和矿化过程中气液固传质的效率,同时矿化形成的碳酸盐产品存在粒径大、易团聚、功能单一等问题。未来需进一步研究浸渍过程中表面溶剂扩散等控制浸取速率和程度的机制;深入研究碳酸盐成核结晶动力学机制及碳酸盐晶体形貌、粒度调控方法;构建煤基固废浸取、矿化溶质气-液-固传输模型,进行工艺参数优化和过程强化并确定放大规律;进一步加强CO_(2)矿化利用技术全生命周期和经济评价;最后,需加大CO_(2)矿化利用技术的中试、示范技术集成和成套工艺建设,为规模化减污降碳技术的工业化发展奠定技术支撑。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 工业固废 co_(2)矿化 吸收-矿化一体化 减污降碳
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失活石灰石自活化增强循环捕集CO_(2)特性
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作者 孙荣岳 胡天骄 +3 位作者 尹鹏祥 申昊 陶成飞 吕勋 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期340-346,共7页
钙循环工艺是一种低成本高效率捕集CO_(2)技术,运行过程需不断补充新鲜吸收剂并排出失活吸收剂,实现失活钙基吸收剂原位资源化利用具有重要意义。为研究颗粒状石灰石失活后自活化特性,运用双固定床反应器制备了失活石灰石,分析了自活化... 钙循环工艺是一种低成本高效率捕集CO_(2)技术,运行过程需不断补充新鲜吸收剂并排出失活吸收剂,实现失活钙基吸收剂原位资源化利用具有重要意义。为研究颗粒状石灰石失活后自活化特性,运用双固定床反应器制备了失活石灰石,分析了自活化后石灰石碳酸化转化率随循环次数的变化规律,采用XRD、SEM、N_(2)吸附等分析测试手段探究了自活化提高失活石灰石循环捕集CO_(2)性能机理。结果表明,失活石灰石置于环境中可吸收空气中水分生成Ca(OH)_(2),吸水率φ达100%后,继续吸水生成氢氧化钙水合物,极限吸水率为130%。不同程度自活化后的石灰石循环捕集CO_(2)性能均有不同程度提高,随吸水率变化呈线性升高趋势。与分析纯CaCO3相比,失活石灰石对吸水率变化更敏感,随吸水率升高其循环捕集CO_(2)性能提高更快。吸水率为130%时,自活化后石灰石循环捕集CO_(2)性能甚至优于新鲜石灰石。微观结构分析结果显示:新鲜石灰石因高温烧结而失活过程中,CaO晶粒尺寸由41.9 nm长大至72.2 nm,孔隙结构发生坍塌阻塞,比孔容和比表面积显著降低。经过自活化,煅烧后的石灰石中CaO晶粒尺寸降低,原本密实的表面重新生成孔隙结构;吸水率为130%时,晶粒尺寸降至35.1 nm,比孔容和比表面积分别恢复至新鲜石灰石的70.5%和107.6%,特别是10~100 nm孔隙得以再生,因此失活石灰石循环捕集CO_(2)性能恢复。虽然自活化过程会加剧失活石灰石颗粒磨损速率,但吸水率100%的自活化石灰石磨损导致直径每小时减小量仅为颗粒直径的0.55%。综上所述,自活化后的失活石灰石完全可替代新鲜石灰石,作为补充钙基吸收剂用于钙循环捕集CO_(2)。 展开更多
关键词 co_(2)捕集 钙循环 钙基吸收 烧结 自活化 磨损特性
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MDEA/正丁醇/水相变吸收剂的CO_(2)吸收性能及动力学特性
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作者 唐建峰 陈洁 +3 位作者 桑伟 许义飞 孙培源 王铭 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第5期115-124,共10页
N-甲基二乙醇胺(MDEA)/正丁醇/水相变吸收剂具有良好的相分离性能,具有大幅降低再生能耗的潜力。由于正丁醇取代了相变吸收剂中的部分水,且相变吸收剂在吸收过程中会发生分相,会对溶液的CO_(2)吸收性能和反应机理造成一定影响,且贫、富... N-甲基二乙醇胺(MDEA)/正丁醇/水相变吸收剂具有良好的相分离性能,具有大幅降低再生能耗的潜力。由于正丁醇取代了相变吸收剂中的部分水,且相变吸收剂在吸收过程中会发生分相,会对溶液的CO_(2)吸收性能和反应机理造成一定影响,且贫、富相间物质的转移也会对其动力学性能产生一定的影响。为此,研究了MDEA/正丁醇/水相变吸收剂的吸收性能,并通过13CNMR表征测试了不同CO_(2)负荷下溶液的物质组成,分析了MDEA/正丁醇/水相变吸收剂的传质-反应机理,在此基础上探究了其动力学特性。结果表明,溶液中正丁醇的加入,提高了溶液前9min的初始CO_(2)吸收速率,随着正丁醇含量的升高,溶液的CO_(2)吸收速率出现先增高后降低的趋势,CO_(2)吸收负荷逐渐降低。物理溶剂正丁醇不参与反应,相变吸收剂中MDEA与CO_(2)的反应遵循碱催化水和反应机理;分相后贫相溶液主要为MDEA、正丁醇和水,富相溶液主要为MDEA与CO_(2)的反应产物。在CO_(2)吸收负荷较低(小于1.12mol/L)时,由于正丁醇提高了CO_(2)在溶液中的物理溶解度,促进了贫相中MDEA与CO_(2)的快速反应,继而又促进气相CO_(2)的溶解。这种溶解促进反应、反应促进溶解的过程,使得MDEA/正丁醇/水相变吸收剂的初始CO_(2)吸收速率高于MDEA水溶液;在CO_(2)吸收负荷较高(大于1.45mol/L)时,溶液的分相程度已经接近理想分相状态,贫相中的水含量较少,富相中的MDEA浓度较低、反应产物浓度较高,导致CO_(2)与溶液的反应速率降低。 展开更多
关键词 相变吸收 co_(2)吸收性能 反应机理 动力学
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MDEA/正丁醇/水溶液的CO_(2)平衡溶解度和吸收热实验研究
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作者 唐建峰 许义飞 +3 位作者 桑伟 陈洁 孙培源 王铭 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第3期123-129,共7页
在胺/物理溶剂/水相变吸收体系中,由于物理溶剂取代了相变吸收剂中的部分水,导致溶液的物化性质发生改变,从而影响了溶液的热力学性能。采用静态平衡法和绝热量热法对物理溶剂型液液相变吸收剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)/正丁醇/水溶液在不... 在胺/物理溶剂/水相变吸收体系中,由于物理溶剂取代了相变吸收剂中的部分水,导致溶液的物化性质发生改变,从而影响了溶液的热力学性能。采用静态平衡法和绝热量热法对物理溶剂型液液相变吸收剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)/正丁醇/水溶液在不同吸收温度和溶液配比下的CO_(2)平衡溶解度和吸收热变化规律进行了分析。结果表明,与CO_(2)的化学溶解度相比,吸收温度的升高对CO_(2)物理溶解度的负面影响更大;溶液富相黏度随着MDEA含量(质量分数,下同)或正丁醇含量的增加而不断增加,导致气液相间的传质阻力不断上升,当溶液中CO_(2)溶解度超过1.0 mol/mol时,溶液中正丁醇含量越高,其平衡溶液度曲线越平缓。溶液的反应热随着吸收温度的升高而增加,当吸收温度超过333.15 K时,在水的作用下MDEA与CO_(2)的反应将向逆反应方向移动;当CO_(2)溶解度低于0.3 mol/mol时,溶液的化学吸收占据主导地位,导致不同正丁醇含量的溶液反应热基本一致;当CO_(2)溶解度超过0.3mol/mol时,物理溶剂溶解CO_(2)的优势得以体现,使得吸收热下降的幅度增大。 展开更多
关键词 相变吸收 co_(2)溶解度 吸收 N-甲基二乙醇胺 正丁醇
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适用于烟气CO_(2)捕集的相变吸收剂研究进展 被引量:10
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作者 杨菲 刘苗苗 +5 位作者 陆诗建 刘玲 康国俊 闫新龙 朱佳媚 吴文华 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第2期113-120,共8页
有机胺化学吸收法具有CO_(2)脱除率高、选择性好等优点,成为当前应用最为广泛的碳捕集技术。然而传统有机胺化学吸收法也存在再生能耗高、吸收性能不足等问题,因此再生能耗低、吸收性能良好的碳捕集技术的开发成为国内外研究关注的热点... 有机胺化学吸收法具有CO_(2)脱除率高、选择性好等优点,成为当前应用最为广泛的碳捕集技术。然而传统有机胺化学吸收法也存在再生能耗高、吸收性能不足等问题,因此再生能耗低、吸收性能良好的碳捕集技术的开发成为国内外研究关注的热点。相变吸收剂具有吸收CO_(2)后可相变分层的特性,相变吸收剂通过减少吸收液再生体积达到降低能耗的目的,成为新一代有机胺化学吸收体系研究的核心。介绍了传统相变吸收剂(液固相变吸收剂与液液相变吸收剂)和新型相变吸收剂(离子液体相变吸收剂与纳米流体相变吸收剂)的研究进展。通过对比分析发现,相较于单乙醇胺溶液,相变吸收剂体系的CO_(2)吸收容量和循环容量有较大提高,并且再生能耗更低。通过对研究进展的深入分析,指出了相变吸收剂未来的重点研究方向。 展开更多
关键词 烟气 co_(2)捕集 有机胺化学吸收 相变吸收
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相变离子液体体系吸收分离CO_(2)的研究现状及展望 被引量:4
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作者 杨灿 孙雪琦 +3 位作者 尚明华 张建 张香平 曾少娟 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1419-1432,共14页
全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO_(2))排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO_(2)捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生... 全球工业化的迅速发展及人口增长使得化石燃料消耗不断增加,导致二氧化碳(CO_(2))排放量逐年递增,引发全球化气候问题。醇胺吸收法目前在工业CO_(2)捕集应用最广泛,主要以单乙醇胺、甲基二乙醇胺等水溶液为吸收剂,存在溶剂损耗大、再生能耗高等问题,开发高效低能耗的新型吸收剂是实现CO_(2)大规模捕集的关键。离子液体具有气体亲和性好、蒸气压低、结构性质可调等特点,其中相变离子液体体系因节能潜力大被认为是新一代CO_(2)吸收剂,其吸收CO_(2)后由均相变为互不相溶的液-液或液-固两相,再生时仅需对CO_(2)富相加热处理,可有效减少吸收剂再生体积,降低再生能耗。重点总结近五年相变离子液体体系在CO_(2)分离的研究现状和进展,对不同相变行为的液-液和液-固相变离子液体体系分类阐述和讨论,并对其发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 离子液体 相变 co_(2)吸收 低能耗 分离
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煤层亚临界/超临界CO_(2)吸附特征与封存模式
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作者 王帅峰 韩思杰 +4 位作者 桑树勋 郭常建 郭庆 徐昂 张金超 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期152-168,共17页
大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸... 大规模高效CO_(2)地质封存是短期内快速实现CO_(2)减排的关键途径之一,以吸附特征为主要封存机制的深部不可采煤层CO_(2)封存具有规模化实施的潜力。为研究深部煤层CO_(2)封存机制,以沁水盆地无烟煤为研究对象,开展了高温高压CO_(2)吸附实验,并采用简化局部密度模型(SLD-PR)拟合,分析了温压变化下不同孔隙的吸附相密度分布特征,揭示了以吸附相密度和最大吸附层厚度协同变化为核心的煤层CO_(2)封存机理,最后通过准确划分孔内吸附空间与自由空间,预测了不同埋深下煤层CO_(2)封存量。研究结果表明:(1)不同温度下超临界CO_(2)吸附曲线均表现出典型的超临界气体吸附特征,过剩吸附量(最大值介于1·25~1·75 mmol/g)在达到最大值后下降;(2)孔隙内CO_(2)吸附层分为接触层、内层和过渡层,亚临界CO_(2)在孔内以单分子层吸附为主,而超临界CO_(2)吸附方式为多分子层吸附;(3)最大吸附层厚度随埋深增加而减小,与温度呈正相关,而与压力呈负相关;(4)CO_(2)平均吸附相密度随埋深“先增后减”,总封存量与绝对吸附量曲线在CO_(2)处于超临界状态下存在差异。结论认为:(1)在吸附空间与吸附相密度协变下,煤层CO_(2)微观封存模式随埋深可分为亚临界单分子层吸附、超临界类气态多分子层吸附型以及超临界类液态多分子层吸附3种类型,自由相封存量对总封存量的贡献随埋深增加,但吸附封存仍是煤层CO_(2)封存的主要方式;(2)研究成果揭示了原位煤层超临界CO_(2)封存机理,能够为深部煤层CO_(2)封存能力评价提供新认识。 展开更多
关键词 超临界 co_(2) 深部煤层 吸附相密度分布 SLD-PR模型 最大吸附层厚度 封存容量 吸附封存
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亲水相互作用色谱-静电场轨道阱高分辨质谱法测定CO_(2)吸收液中9种有机胺类化合物 被引量:1
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作者 唐泽坤 万慧慧 +6 位作者 李红 陈绍云 赵金凤 孙玉明 蔡蕊 徐强 张华 《色谱》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期799-806,共8页
二氧化碳(CO_(2))吸收捕集是实现我国碳达峰和碳中和目标的有效措施。有机胺类化合物被广泛用作工业回收CO_(2)的吸收剂,建立有机胺类化合物的分析检测方法对于碳捕集与封存(CCS)技术和碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的发展具有重要意义... 二氧化碳(CO_(2))吸收捕集是实现我国碳达峰和碳中和目标的有效措施。有机胺类化合物被广泛用作工业回收CO_(2)的吸收剂,建立有机胺类化合物的分析检测方法对于碳捕集与封存(CCS)技术和碳捕获、利用与封存(CCUS)技术的发展具有重要意义。本研究建立了以亲水相互作用色谱-静电场轨道阱高分辨质谱法同时测定CO_(2)吸收液中9种有机胺类化合物的分析方法。样品以水作为溶剂,稀释后经0.22μm尼龙滤膜过滤后,进样分析。采用Accucore HILIC色谱柱(100 mm×2.1 mm,2.6μm),在30℃条件下进行分离,流动相A为90%乙腈水溶液(含5 mmol/L甲酸铵和0.1%甲酸),流动相B为10%乙腈水溶液(含5 mmol/L甲酸铵和0.1%甲酸),梯度洗脱。采用电喷雾离子源(ESI),在正离子模式下进行测定,通过标准加入法进行定量分析。实验对比了不同色谱柱对有机胺类化合物的保留能力以及不同流动相的影响,并对方法进行了方法学验证。结果表明:9种有机胺类化合物在0.04~25000 ng/mL范围内线性关系良好,线性相关系数(R 2)均≥0.9910;方法的检出限(LOD)为0.0004~0.0080 ng/mL,方法的定量限(LOQ)为0.0035~0.0400 ng/mL;在1、1.5、3倍样本浓度添加水平下,方法的平均回收率为85.30%~104.26%,相对标准偏差(RSD)为0.04%~7.95%。应用建立的方法对某项目现场样品的吸收废液进行检测,9种有机胺类化合物均能被有效检测。对实际样品进行稳定性测试,于4℃条件下,在48 h内RSD为0.10%~6.35%。该方法灵敏、准确、快速、简便,可为有机胺类化合物的检测提供参考,并为CO_(2)捕集技术的开发和工业化应用提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 亲水相互作用色谱 静电场轨道阱高分辨质谱 有机胺类化合物 co_(2)吸收
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