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我国的能源结构呈现“富煤、贫油、少气”的现状,燃煤发电在电力生产中占很大比例,电厂尾气产生的大量CO2导致全球气候变化以及温室效应加剧。因此,降低煤炭发电过程中的CO2排放量成为一个需要深入研究的课题。钙基吸附剂循环煅烧/碳酸化吸附CO2的方法是一种高效、经济、操作简单的碳捕集方法。然而,钙基吸附剂在经过几次循环煅烧/碳酸化之后,吸附率因吸附剂内部结构烧结而急剧下降,补充新鲜吸附剂造成成本增加,废弃吸附剂不易处理还会造成二次污染等弊端。本文以燃煤发电厂的碳捕集为背景,取粉煤灰、高铝水泥作为改性添加剂对天然钙基吸附剂—石灰石进行改性,并用乙醇溶液对经过10次循环吸附后活性较低的吸附剂进行再活化,以提高其对CO2吸附能力。分别在热重分析仪和管式炉上进行不同条件下的吸附实验,并结合SEM表征手段,阐释改性与活化机理:(1)采用湿混合法制备质量分数为1%、2%、……、15%的粉煤灰改性吸附剂和高铝水泥改性吸附剂,在碳酸化条件为15%CO2,85%N2,600℃,煅烧条件为100%N2,900℃进行循环吸附实验,对比研究不同组分和不同比例的吸附特性,研究表明:粉煤灰添加量为14%和高铝水泥添加量为13%的改性吸附剂效果最好,其十次循环累计吸附CO2量和循环稳定性均较优;(2)挑选出(1)中得到吸附效果较好的改性吸附剂,分别是粉煤灰添加量为6%、10%和14%以及高铝水泥添加量为6%和13%的吸附剂,再进一步展开吸附实验。碳酸化条件为15%CO2,85%N2,700℃,煅烧条件为70%CO2,30%N2,950℃,结论:吸附性能最好的改性吸附剂分别是粉煤灰添加量为6%和高铝水泥添加量为13%的改性吸附剂,第10次循环CO2吸附量较天然石灰石分别提高了135.31%和134.04%。研究表明,以高铝水泥为改性添加剂的吸附剂对煅烧/碳酸化过程中温度和气氛的变化不敏感,而以粉煤灰为改性添加剂的吸附剂则对过程条件敏感,这就造成此处得到粉煤灰添加量为6%吸附剂效果最好而(1)中得到粉煤灰添加量为14%的吸附效果最好的结论,在高温和高CO2浓度的煅烧条件(即管式炉煅烧条件)下,添加量为14%比6%的吸附剂更容易烧结;(3)收集经10次循环后活性降低的吸附剂,采用体积浓度为80%和40%的乙醇溶液对其分别进行再活化,并探究不同活化频率的活化效果,在管式炉继续展开吸附实验,实验条件同(2)中所述,结论:体积浓度为80%的乙醇溶液活化效果较40%的好,并且以添加13%高铝水泥的吸附剂为例,每循环6次活化一次和每循环4次活化一次的累计吸附量分别为7.66g/g和8.06g/g,可见循环频率越高其吸附效果越好。