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CaO—Ca9Al6O18吸收剂的碳酸化反应动力学
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ530[化学工程—煤化学工程] TQ037
  • 作者机构:[1]华东理工大学,化学工程联合国家重点实验室,上海200237
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21276076);化学工程联合国家重点实验室开放课题项目(SKL-ChE-10C06);中央高校基本科研业务费项目(WA1014003).
中文摘要:

以柠檬酸钙和硝酸铝为前体,采用湿法混合法制备了CaO质量分数为80%的CaO-Ca2Al6O18吸收剂,并对其CO2吸收性能进行了研究。结果表明,CaO-Ca2Al6O18。具有优异的CO2吸收容量和长周期循环使用稳定性,经过50次循环使用后,其转化率仍保持在78%以上,远优于传统的CaO吸收剂。在500-700℃和C02分压为0.005~0.015MPa条件下,研究了CaO-Ca2Al6O18吸收剂的碳酸化反应动力学,分别采用离子反应模型和表观模型描述化学反应动力学控制阶段(快反应段)和产物层扩散阶段(慢反应段)。实验测得的吸收剂转化率与模型预测值吻合较好,快慢反应段的活化能分别为25.6、57.7kJ·mol^-1。该动力学模型可准确模拟CaO-Ca2Al6O18吸收剂在长周期循环使用条件下的碳酸化反应。

英文摘要:

CaO-Ca2Al6O18 sorbent with a mass fraction of CaO of 80% was prepared by the wet mixing method. Calcium citrate and aluminum nitrate were used as calcium and aluminum precursors, respectively. The CO2 capture performance of the sorbent was investigated by using thermogravimetry. The results showed that the CaO-Ca2Al6O18sorbent exhibited excellent CO2 capture capacity and long-term cyclic stability, and its conversion remained above 770//oo after 50 consecutive cyclic operations, which was much better than that of conventional CaO sorbent. The carbonation kinetics between CO2 and the CaO-Ca2Al6O18 sorbent was then studied over a temperature range of 500--700℃and CO2 partial pressure of 0. 005--0. 015 MPa. The fast reaction regime (controlled by chemical reaction) and the slow reaction regime (controlled by diffusion) of the carbonation reaction were successfully described by an ion reaction model and an apparent model, respectively, and the corresponding activation energies were 25.6 kJ· mol^-1 and 57.7 kJ· mol^-1, respectively. The predicted conversions of the CaO-Ca2Al6O18 sorbent agreed well with the experimental data. Finally, the kinetic model established was successfully used to predict the carbonation reaction of long-term cyclic operation.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185