论文部分内容阅读
人为产生的CO2约40%来自于燃煤电厂烟气,具有排放量大、CO2浓度低等特点。急需寻求有效的方法来减少电厂烟气中CO2的排放,缓解温室效应。变压吸附法能耗低、对低浓度气体分离效果好、对环境友善。本论文通过研究一种制备工艺简单、吸附性能优良、再生后吸附性能稳定的吸附剂,应用于变压吸附电厂烟气中CO2。以有序介孔氧化铝（OMA）、有机铝（MIL-53（Al））、NaY分子筛（NaY）三种材料为载体,乙醇胺（MEA）为改性剂对三种载体进行氨基改性,制备出OMA-MEA、MIL-53（Al）-MEA、NaY-MEA三种吸附剂。通过N2等温吸附脱附（BET、BJH）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、红外光谱（IR）等方法对改性前后吸附剂的形貌结构等特性进行表征,通过模拟烟道气吸附装置考察了浸渍时间、吸附床层压力、空速及改性剂浸渍浓度等条件对吸附剂吸附性能的影响。对吸附饱和后的吸附剂,从再生时间、再生次数两个方面研究吸附剂的再生性能及其稳定性。采用沉淀法合成有序介孔氧化铝,具备较高的比表面积,孔径分布均匀,改性后OMA各项结构特征基本保持原状。OMA-MEA适宜的吸附条件为:298K下MEA浸渍时间为2h,吸附压力为0.4MPa,空速为300h-1,MEA负载浓度为60%,CO2饱和吸附量达到165.5mg/g。对吸附饱和的OMA-MEA测定再生性能,经过8次再生后吸附剂的吸附效果依然稳定,饱和吸附量仍可达到157.7mg/g,再生效果良好。采用水热合成法制备有机铝,具有超高的比表面积,孔径分布主要为微孔且存在部分介孔,改性后的MIL-53（Al）各项结构特征基本保持原状。MIL-53（Al）-MEA适宜的吸附条件为:298K下MEA浸渍时间为3h吸附压力为0.3MPa,空速为200h-1,MEA负载浓度为60%,CO2饱和吸附量达到178.9mg/g。对吸附饱和的MIL-53（Al）-MEA测定再生性能,经过8次再生后吸附剂的吸附效果依然稳定,饱和吸附量仍可达到168.7mg/g,再生效果良好。采用水热合成法制备NaY分子筛,具有高的比表面积,孔径分布窄,孔道整齐,改性后的NaY各项结构特征基本保持原状。NaY-MEA适宜的吸附条件为:298K下MEA浸渍时间为3h,吸附压力为0.3MPa,空速为300h-1,MEA负载浓度为40%,CO2饱和吸附量达到168.6mg/g。对吸附饱和的NaY-MEA测定再生性能,经过8次再生后吸附剂的吸附效果依然稳定,饱和吸附量仍可达到159mg/g,再生效果良好。制备的吸附剂吸附性能强、稳定性高、再生效果良好,具有工业化推广价值。