钙基吸收剂捕集CO2循环吸收特性研究进展.pdf

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材料导报A:综述篇
2012年7月(上)第26卷第7期
钙基吸收剂捕集CO2循环吸收特性硏究进展
谢明霜,张力,杨仲卿
(重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室;重庆大学动力工程学院,重庆400030
摘要工业CO2排放量增加导致的气候变化引起了全球性的关注。在CO2捕集技术中,利用钙基吸收剂循
环反应捕集CO2技术以其经济性及良好的适应性而备受关注。主要评述了钙基吸收剂循环反应特性,分祈和总结
了该技术存在的问题以及改进方法,阐述了基于该技术的反应器的特性和研究现状,展望了未来钙基吸收剂循环吸
收C(O)2技术的发展方向。
关键词C(》2捕集钙基吸收剂循环反应吸收能力
中图分类号:X701
文献标识码:A
Research and Development on Cyclic Sorption Characteristic of
Ca-based Sorbent for CO2
XIE Mingshuang, ZHANG Li, YANG Zhongqing
( Key Laboratory of Low grade Energy Utilization Technologies and Systems, Ministry of Education of PRC, (hongqing
University; College of Power Engineering, Chongqing University, Chongqing 400030)
nges caused by increasing C emission in industry attracted worldwide attention
mon capture ecologie, the cyclic reaction with Ca-based sorbent is a promising technology for its good finan
cial and technical adaptability. The cyclic sorption characteristics of Ca-based sorbent for CO are reviewed. The exis
ting problems and improved methods of the Ca looping technology are analyzed and summarized. Reaction characteris
tics and the current status of dual fluidized bed reactors based on the Ca looping technology are prospected
Key words CO, capture, Ca-based sorbent, cyclic reaction, absorption ability
类的工业活动尤其是燃煤电厂排放出大量CO2,导致
图1为利用钙基吸收剂对烟气中CO2进行捕集的示意
全球变暖,温室效应加剧劇,因此找到一种经济高效的捕集工图。磯酸化反应:烟气中的CO2与吸收剂中的Ca()反应生
业废气中CO2的方式迫在眉睫。目前,将CO2从工业废气成CaCO。;煅烧反应:CaCO受热分解成CaO)和CO2。对分
和电厂烟气中分离的办法有很多,包括胺化合吸收法、膜离出来的高浓度CO2气体进行回收,而煅烧生成的Ca()进
分离法、分子筛分法、金属氧化物法、钙基吸收法等。胺吸收行下一个循环的反应,如此重复循环。CaO与CO2的反应是
法具有吸收效率较高等优点并在-些丁业中己成熟应用,但一个强放热反应,反应放出的热量可以作为煅烧再生反应的
仍存在着一些缺点,如易挥发泄漏,造成二次污染;对设备腐部分热源。该方法能够在实际的排烟温度和压力下高效地
蚀严重:再生能耗大、操作成本较高等。钙基吸收剂由于吸吸收CO然后对高纯度CO2气体进行冷却、压缩及液化运
收容量高且能在高温下实现CO2的捕集与分离,成为研究者输、储存,大大降低了能耗
的优选脱除剂,其原理是利用石灰石等含钙基矿物在高温下
进行煅烧/碳酸化循环反应(CCCR)吸收CO2。在烟气温度
燃烧閣尾气」碳酸化反应器CaCO、烧反应器门新吸收剂
Ca0+C
用
Caco
和压力下实现CO2的分离,吸收设备可以直接与现有的电
系统耦合;回收的CO2纯度较高;吸收剂可以用天然的石灰
石、白云石,存储量丰富,价格低廉。
液化压缩
CO2隔离
钙基吸收剂吸收CO2的核心是利用Ca()和CO2反应的
可逆性实现煅烧/碳酸化的持续循环,循环反应方程式为:
图1钙基吸收剤循环吸收CO2示意图
Ca()+C2→CaC()△H=-178kI/mol(1)
Fig 1 Schematic of catcium-sorbents for C0 sequestration
aCO)。CaO)+(O)2△H=+178kJ/mol(2
天然钙基吸收剂捕集CO2,随着循环次数的増加,吸收
X重庆市自然科学基金(2009BA6067)
谢明霜:女,1987年生,硕士研究生,主要从事钙基吸收剂循环煅峣/碳酸化捕集CO2特性研究Tel:023-6512612 E-mail
XIE
g@12