化石能源利用后CO2的捕获是实现“双碳”目标的重要举措。Ca基吸附剂在高温下具有良好的CO2循环吸附性能,可以实现CO2高效吸附与分离。为开发低成本、高循环性能的Ca基吸附剂,本文以废弃鸡蛋壳为原料,分别采用溶胶凝胶自蔓延燃烧合成法和水热法制备Ca基吸附剂,并用钇(Y)对Ca基吸附剂进行掺杂,在高温固定床中考察了吸附剂的CO2循环吸附性能。研究结果表明:溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备的Y掺杂改性Ca基吸附剂,样品结构疏松多孔,氧化物晶粒细小且比表面积大,具有良好的CO2吸附和循环性能,首次吸附量高达0.581 g/g,5次循环吸附后衰减至0.531 g/g,15次循环吸附后衰减至0.504 g/g;Y掺杂可以提升Ca基吸附剂循环吸附性能,但对比不同Y掺杂量的样品,当CaO和Y2O3质量比为8:2时,改性Ca基吸附剂的循环吸附性能最好,最高吸附量可达0.65 g/g。水热法制备的Y掺杂Ca基吸附剂多呈球颗粒状晶体,其吸附性能明显不如自蔓延燃烧法制备所得样品。以鸡蛋壳为原料,通过溶胶凝胶自蔓延燃烧法可成功制备高效Ca基CO2吸附剂,达到“以废治污”的目的,实现固废资源化利用。通过Y掺杂改性,能有效提升吸附剂循环性能,具有良好的工业应用前景。
0 引言
1 研究方法
1.1 吸附剂制备
1.1.1 自蔓延燃烧合成
1.1.2 水热法合成
1.2 吸附剂表征方法
1.3 CO2循环吸附实验
2 结果与讨论
2.1 吸附剂特性
2.1.1 ESCS-Ca/ESCS-CaY/EHA-CaY的微观形貌
2.1.2 ESCS-Ca/ESCS-CaY/EHA-CaY晶相分析
2.1.3 ESCS-CaY/EHA-CaY比表面积分析
2.2 吸附剂CO2循环吸附
2.2.1 ESCS-Ca的CO2循环吸附性能
2.2.2 ESCS-CaY的CO2循环吸附性能
2.2.3 EHA-CaY的CO2循环吸附性能
2.2.4 不同制备方法蛋壳源Ca基吸附剂吸附性能对比分析
2.2.5 ESCS-Ca8Y2在不同CO2分压下的吸附性能
2.3 吸附剂循环后理化特性分析
2.3.1 蛋壳源Ca基吸附剂吸附反应后晶相分析
2.3.2 吸附剂吸附反应后微观形貌
3 结论
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会