不同干燥法对钠基CO2固体吸收剂的脱碳特性影响研究(4)
6.化学吸收法[10]
（1）钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集CO2法
这个项目的相关内容,国外目前的主要研究机构有加拿大CANMET、加拿大University of British Columbia、西班牙Instituto Nacional del Carbon(INCAR-CSIC)和美国Ohio State University,国内东南大学等单位 也对这个项目进行了相关研究。
通过研究,Sun等人发现,在一般化石燃料燃烧(尤其是煤燃烧)过程中的另一重要污染物SO2,尽管其浓度比CO2低好几个数量级,但是或多或少它都会与会与CaO反应生成 CaSO4,从而降低活性 CaO含量。更有甚者还会与CaO的碳酸化产物 CaCO3反应生成 CaSO4,如此种种都导致CaO吸收剂的循环碳酸化转化率下降。因此,现在多数的研究也是如何控制与减少SO2的影响。
（2）胺溶液(MEA)碱溶液吸收CO2法(湿法)
MEA是湿法吸收CO2技术中一种现在较为典型的燃烧后脱碳技术,这宗方法采用MEA(mono ethanol amine,单乙醇胺)作为CO2吸收剂。MEA是一种具有高pH值的基本胺,高pH意着是强碱,在众多可以通过各种手段得到的胺中,其分子量最小,可降解，易溶于水。
现在,大多数的基于胺溶液或热碱溶液化学吸收的CO2燃烧后捕集技术,已有一定成就。另外,在研究提高吸收剂的脱碳能力的同时,也有很多学者开展了针对各类杂质气体对吸收剂的失效影响的研究。例如,Edward S.Rubin开展了燃煤烟气中SO2对amine-based 吸收剂的影响研究,Tigabwa Yosef Ahmed和J.I. Huertas开展了煤气化气体中H2S对amine-based 吸收剂的影响研究。
（3）碱金属基固体吸收剂干法脱碳技术[11]
本篇论文的课题《不同干燥法对钠基CO2固体吸收剂的脱碳特性影响研究》,钠基即是碱金属基的一种。碱金属基固体吸收剂干法脱碳技术利用固体吸收剂捕集烟气CO2,它将物理吸附和化学吸附两种工艺特点和技术优势糅合在一起,而且不仅有效地克服了物理吸附法的吸附剂吸附能力低和对CO2的选择性低的缺陷,而且消除了化学吸收法对设备的腐蚀问题和吸收液再生能耗高的问题。该技术的基本原理如图1-4所示
图1.4 碱金属基固体吸收剂干法脱碳原理概念图
基本反应有以下两个方程可以表示出来，
A.碳酸化反应：M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)→2MHCO3(s) （1.1）
B.再生反应：2 MHCO3(s)→M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) （1.2）
（式中的M为Na或K）
在这个技术中,吸收剂由主要是由碱金属碳酸盐附着于某些载体材料上制作而成，这些载体材料吸附性能良好，有着高比表面积以及高孔隙率的结构特性。一般说的碱金属基,多指钾基和钠基,常用的制备方法有溶胶凝胶法等。碳酸化反应的反应温度为60-80℃,温度达到100-200℃，CO2 才会再生。相关研究数据指出:该方法的能耗可比传统的MEA吸收法下降16%。因此具有广阔的应用前景,并引起了越来越多研究者的关注和投入。
较为遗憾的是,与化学吸收法中的钙基吸收剂脱碳技术和MEA脱碳技术存在类似的问题,碱基金属吸收剂脱碳技术同样面临着吸收剂在燃煤烟气中的失效问题,虽然该反应系统在流程上处于脱硫脱硝设备之后,其杂质气体(SOx/NOx)浓度比CO2低好几个数量级,但生成的副产物还是直接影响了活性成分的脱碳活性及脱碳能力,这也是许多科研工作者的研究方向。
1.2 国内外研究情况
1.2.1 美国的相关研究[12]
1.2.2韩国的相关研究[13]
1.2.3日本和俄罗斯的相关研究[14]
1 1.2.4 东南大学的相关研究[15]
1.3 研究存在的问题和不足
(1)现阶段的碱金属基固体CO2吸收剂研究中,制备得到的吸收剂最终吸收量并不大，与理论吸收量相比,仍有一定差距。
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