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相似文献
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1.
In this research, porous benzene-based hypercrosslinked polymeric adsorbents with different morphological properties were synthesized through Friedel–Crafts alkylation reaction. The resulting samples were applied for CO2 capture at different operational conditions. Two modelling approaches, including artificial neural network (radial basis function [RBF] and multi layer perceptron [MLP]) and response surface methodology (RSM), were employed to investigate the effect of independent parameters on adsorption capacity. A semi-empirical quadratic model for adsorption capacity was presented based on RSM-central composite design technique. Additionally, the optimal structure of RBF was determined with 200 neurons, and the optimal structure of MLP was determined with three hidden layers and 10, 8, and 7 neurons. The modelling results demonstrate the better prediction of MLP and RBF approaches than the RSM method with correlation coefficient values of 0.999, 0.989, and 0.931, respectively. Finally, process optimization was carried out using RSM optimization module and the optimized values of synthesis time, crosslinker ratio (formaldehyde dimethyl acetal [FDA]/benzene), adsorption time, pressure, and temperature were obtained at 10.11 h, 1, 220 s, 9 bar, and 55°C, respectively. The optimum value of CO2 uptake capacity was obtained around 167 (mg/g).  相似文献   

2.
Large-scale and simple strategies to flexibly preparing materials with industrial application potential attract people's attention. Layer-by-layer (LBL) self-assembly technology is a typical preparation method for current nanomaterials to address the large-scale concern and achieve the possibility of a simple, streamlined and controllable process. Here, a novel and simple strategy is developed to fabricate microporous polymeric film (MPF) based on poly(styrene-hydroxyethyl methylacrylate) (P(St-HEMA)) microspheres, in combination with LBL self-assembly technology and hypercrosslinked microporous post-treatment. To improve the mechanical properties of the film, the buffer layer of polyethyleneimine (PEI) and poly(sodium-p-styrenesulfonate) (PSS) are used to avoid swelling of nanoparticles and the methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride (DMC) is chosen to increase the force between the nanoparticles via UV-crosslinking. The MPF has well CO2 capture capabilities up to 46.21 wt% (10.52 mmol g−1), large-scale feature and certain improved mechanical properties. It is hoped that the research could display a successful strategy to prepare the large-scale film for the application of industrialization.  相似文献   

3.
随着工业化的发展和大量化石燃料的消耗,大量的CO2气体排放到大气中并引发了一系列严重的环境问题,而采用燃烧后CO2捕集技术可以有效地应对这一问题。寻找一种高效吸附、稳定、价格低廉的固态吸附材料对于开展燃烧后CO2捕集系统的研究具有重要的实际意义。近年来,胺基固态吸附材料因其高CO2吸附能力和高吸附选择性成为研究的热点。本文综述了近年来国内外学者对不同胺基固态吸附材料在合成方法、载体材料选择以及性能测试等方面进行的研究,重点讨论了以沸石分子筛、介孔硅分子筛、多孔碳和金属有机骨架为载体的胺基固态吸附材料对CO2的吸附行为,并指出多孔载体材料的结构改进及有机胺和促进剂的合理选择将会成为未来胺基固态吸附材料的重点研究方向。  相似文献   

4.
In order to understand the effect of SO2 on the CO2 capture performance under pressurized carbonation conditions, tests by orthogonal design were carried out in a calcination/pressurized carbonation reactor system. The effects of variables such as carbonation temperature, carbonation pressure, SO2 concentration, CO2 concentration, and the number of cycles on carbonation and sulfation were investigated. A range method was employed for analysis. Phase structure and scanning electron microscopy images were measured as supplement for a reaction study. Temperature increase enhanced the SO2 capture, leading to a rapid decay in CO2 uptake. The carbonation pressure had a stronger effect on the CO2 uptake than the temperature. SO2 uptake increased rapidly with increasing pressure while CO2 uptake decreased.  相似文献   

5.
A series of pyrazine-interior-embodied metal–organic framework-74 composites (py-MOF-74) were successfully synthesized by a post-synthetic vapor modification method. Here, pyrazine molecules occupy the cavity to block the wide pores of MOF-74, which accentuates the difference in adsorption of a pair of gases on MOFs and consequently reinforces the adsorption selectivity. Different from the “physical confinement” of occupants, the pyrazine molecule with dual “para-nitrogen” atoms donates one N atom to bond with the open metal ion of MOF-74 for stability and the other N atom for potential CO2 trapping. Typically, py-MOF-74c with the highest pyrazine insertion ratio displays selectivity greatly superior to that of MOF-74 in equimolar CO2/CH4 (598 vs. 35) and in simulated CO2/N2 flue gas (471 vs. 49). Py-MOF-74 entities are long-lived adsorbents, and their CO2 capacity can be maintained even after storage for 1 year in air. Py-MOF-74 also showed a sharp molecular sieve property in fixed-bed cycle adsorption tests, which implies its great potential in real applications.  相似文献   

6.
金晴  徐建  杨自然  王臣辉  胡军  刘洪来 《化工进展》2019,38(9):4197-4203
吸附法是捕集分离CO2等温室气体的重要方法,磁性复合材料能实现气固相快速分离而备受关注。本文利用介质阻挡放电等离子体处理方法,分别对磁性Fe3O4和分子筛前体进行处理,再通过水热法快速制备了Fe3O4/NaA复合材料。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜和元素扫描等技术进行了表征,并考察了复合材料中Fe3O4/NaA含量比对CO2吸附性能和磁性能的影响。结果显示,当Fe3O4的质量分数为23.2%时,Fe3O4/NaA复合材料既具有优异CO2吸附能力(2.10mmol/g),又具有较好的磁性(25.92emu/g),同时CO2吸附-脱附循环稳定性高,是一种新型磁性CO2吸附剂。在采用流化床吸附捕集CO2技术中,有望实现气固高效磁分离。  相似文献   

7.
通过原位溶剂热法分别合成了HKUST-1、MIL-101、UiO-66与羟基化介孔氧化硅泡沫(MCF-OH)的复合物,并对材料进行了PXRD、SEM、低温N2吸-脱附、XPS、TGA表征及298K下的CO2吸附测试。结果显示:3种复合材料中都形成了对应MOFs的晶型结构,但由于各类MOFs金属中心的不同,MCF-OH对MOFs的形貌产生了不同的影响。其中,HKUST-1#MOF-OH复合材料中MCF-OH的加入对HKUST-1的生长起到了导向作用,在两者界面间形成了新的介孔结构,并且其微孔孔径尺寸更接近CO2的动力学直径。另外两种复合材料中MCF-OH的加入主要对其MOFs晶型颗粒的生长起到了限制作用,使其晶型颗粒尺寸减小,从而带来了比表面积的增加。3种复合材料的CO2吸附量都较纯MOFs材料有所提高,并且由于HKUST-1#MOF-OH复合材料中微孔孔径尺寸的减小以及新的介孔结构的引入使其对CO2的吸附更加高效,因此其较纯MOFs材料的吸附性能提升效果最为明显。  相似文献   

8.
Development of materials with excellent separation performance remains an ongoing challenge in separation science and technology. Herein, a novel strategy was proposed to gradually enhance gas separation performance in micro/nano-materials, by constructing a shell-interlayer-core structure using ionic liquid (triethylenetetramine lactate, [TETA]L) and zeolitic imidazolate framework (ZIF-8). Such structure includes outer [TETA]L shell, interlayer of ZIF-8, and inner [TETA]L core, endowing the composite with more evident molecular sieving separation for CO2 mixtures than the reported materials. A high CO2 adsorption amount (1.53 mmol/g at 298 K and 1.0 bar) is maintained, while the uptakes for CH4 and N2 are very low. Corresponding ideal adsorbed solution theory selectivities are 260–1,990 and 1,688–5,572 for CO2/CH4 and CO2/N2 mixtures at the range of tested pressures. In addition, the separation performance can be controlled by varying the shell-interlayer-core structure with IL inside, outside or on both sides of ZIF-8 and the thickness of outer shell.  相似文献   

9.
朱祥  吕文杰  胡军  汪华林  刘洪来 《化工学报》2014,65(5):1553-1562
有机多孔聚合物(porous organic polymers,POPs)是一类由有机构建单元连接而形成的新型多孔材料。由于其优异的物理化学稳定性以及CO2吸附能力,近年来有关POPs在CO2捕集和分离的研究成为一大研究热点。大量具有优异孔性质(比表面积和孔容)的POPs通过不同有机合成反应被成功地开发出来应用于CO2吸附分离过程。本文介绍了POPs材料的CO2捕集与分离性能的研究现状,总结了提高POPs材料CO2分离性能的合成策略,重点分析了可以通过功能化增强吸附剂与二氧化碳分子之间的相互作用,来提高材料的CO2分离能力的方法。  相似文献   

10.
二氧化碳捕集技术及应用分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
分析了CO2捕集技术及现状。CO2捕集是CCS的关键技术单元之一,针对不同的CO2气源,国内外研究开发了多种技术。许多CO2捕集技术已经工业化,其中燃烧后烟气中CO2的捕集技术主要是以一乙醇胺(MEA)为基础的胺法;燃烧前的CO2捕集技术主要应用于IGCC电厂,一般需要对煤气中CO进行部分变换,变换后脱碳可采用成熟技术,如Selexol(NHD)等。富氧燃烧则是在中试成功的基础上,进行更大规模的工业示范。国内外大型煤制油化工项目主要采用低温甲醇洗脱除CO2,如果设置CO2产品塔,则可以获得体积分数98%以上的CO2。天然气脱碳主要采用MDEA技术。另外还有低温法、PSA、膜分离等CO2捕集技术及化学链燃烧等一些正在研发的技术。  相似文献   

11.
蒸汽活化钙基吸收剂联合脱碳脱硫特性   总被引:2,自引:2,他引:0  
利用管式炉(TF)、蒸汽发生器和热重分析仪(TGA)研究了钙基吸收剂联合脱碳脱硫以及水合特性,并通过N2吸附实验对不同烧结程度以及水合前后样品的孔隙结构进行了测量。结果表明,无水合时,40次碳化循环后的样品碳化活性降至18%,但仍具有44%的硫化活性,比新鲜剂仅低4%,说明脱碳失效剂仍是良好的脱硫剂。碳循环失效剂经蒸汽活化后其碳化活性可提高至68%左右,且具有与新鲜剂类似的活性下降规律。每两次碳化循环后进行一次蒸汽活化,可使样品保持65%的平均转化率。蒸汽活化后吸收剂硫化率可提高至80%,远高于新鲜剂,由电镜扫描实验发现这是由于水合时颗粒产生了大的裂缝和破碎,提供了大量产物可自由生长的外表面积。不考虑颗粒磨损,利用钙基吸收剂先循环脱碳再蒸汽活化最后脱硫是一项联合脱除烟气中CO2和SO2的新方法。  相似文献   

12.
负载型K2CO3/Al2O3二氧化碳吸收剂的碳酸化反应特性   总被引:2,自引:0,他引:2  
引言 全球变暖已经成为一个备受关注的环境问题.据预测,如不采取积极的温室气体减排措施,从现在起到2100年,全球近地面平均气温将继续升高1.4~5.8℃[1].CO2是主要的温室气体,而我国燃煤电厂是CO2排放量最大、最集中的化石燃料燃烧场所.因此研究和开发适用于燃煤电厂的CO2减排技术至关重要.  相似文献   

13.
大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO2,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO2捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO2的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO2捕集和CO2合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO2捕集技术的CO2制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO2捕集技术情景下的CO2制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH3OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH3OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH3OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO2高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。  相似文献   

14.
大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO2,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO2捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO2的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO2捕集和CO2合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO2捕集技术的CO2制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO2捕集技术情景下的CO2制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH3OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH3OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH3OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO2高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。  相似文献   

15.
董伟  陈晓平  吴烨 《化工学报》2014,65(9):3617-3625
钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO2技术具有反应温度低、能耗低等优点,日益受到学术界的关注。该技术的主要不足是吸收剂的活性成分碳酸钠与CO2的反应(碳酸化反应)活性较低。针对这一问题,本文旨在研制一种新型改性钠基固体吸收剂,采用活性氧化铝作为载体、TiO2作为掺杂剂进行改性,利用热重分析装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究钠基固体吸收剂的CO2捕捉性能。结果表明:掺杂TiO2后,钠基固体吸收剂与CO2的反应速率加快,CO2捕捉量增加;反应前后除TiO2外无其他含Ti化合物生成;碳酸化反应产物为NaHCO3和Na5H3(CO34;然而TiO2掺杂过多会堵塞吸收剂的微观孔道,不利于甚至阻碍碳酸化反应的进行,因此,TiO2的掺杂量应控制在一定的范围内。  相似文献   

16.
To prevent CO_2 accumulation in the atmosphere generated from scorching of fossil fuels, carbon capture and sequestration(CCS) technology is considered as a potential route to mitigate the emissions of CO_2 from reaching the atmosphere. Power generation from sources such as gas, coal and biomass can fulfill the energy demand more readily than many other sources of electricity production. Thus these sources may be retained as important alternative option in the global energy cycle. In order to curtail CO_2, porous aramid network was fabricated by the condensation of 1,3,5-benzenetricarbonyl trichloride and 1,3-phenylenediamine in 1,4-dioxane solvent. Aramid was characterized for various analyses including FTIR, XRD, TGA, BET surface area and pore size analysis, FESEM and CO_2 adsorption measurements. Excellent thermal stability was provided by strong amide linkages in the polymer backbone. Optimum CO_2 uptake of aramid was achieved to be 23.14 mg·g~(-1) at 273 K at 0.1 MPa. The basic amide groups of network structure showed greater affinity for CO_2.Excellent thermal stability of aramid makes it a promising sorbent for CO_2 capture in adverse conditions.  相似文献   

17.
范镇  陈良勇  刘方  刘坤磊 《化工学报》2015,66(8):3233-3241
采用燃料氧燃烧直接供热的氧化钙-二氧化碳双床循环系统已经被研究开发,用于从电厂尾气中脱碳。本研究基于实验和化学反应工程原理建立了分析模型,用于系统地研究循环特征,氧化钙活性衰减,燃料及其炉内热利用率的影响。基于模型推导获得了重要参数:最小循环热损失和最小热需求量,以及对应的固体循环比。它们都受供热燃料灰分和含硫量的影响,也受脱碳率的影响。显然最佳固体循环比介于二者之间。另一个重要参数是燃料在炉内的热利用率。高的热利用率不仅降低燃料需求量,降低其灰分和含硫的影响,降低氧的需求量及其辅助功,而且提高蒸汽循环的发电效率。一个发现是热需求量在临界固体循环比接近无穷大,这就限制了固体循环比的可操作范围, 以及燃料的灰分和含硫量。建立的分析模型和推导直接提供了这些变量之间的关系和范围。  相似文献   

18.
燃煤烟气中SO2对氨法脱碳的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用湿壁塔实验台对燃煤烟气中SO2对氨水溶液[1%~7%(质量)]吸收CO2的影响进行了实验研究,具体分析了不同反应温度(20~80℃)和CO2体积分数(5%~20%)条件下,CO2传质通量及传质系数随SO2浓度和SO2负载量的变化规律。结果表明, SO2浓度由0增至11428 mg·m-3,CO2传质通量及传质系数均有一半左右降幅,而SO2负载量[0.1~0.4 mol SO2·(mol NH3-1]的增加,同样导致CO2传质通量及传质系数明显减小。氨水浓度及反应温度增加可有效提高CO2传质通量和传质系数,相对降低SO2对CO2传质的影响。CO2浓度的增加可明显提高其传质通量,但是CO2的传质系数有所降低。  相似文献   

19.
采用挤压-滚圆法制备Na2CO3基CO2吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO2吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na2CO3基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明:不同载体的Na2CO3基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂(Na2CO3/Al2O3)的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂(Na2CO3/CA)机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na2CO3/Al2O3是最为合适的CO2吸附剂,并进一步研究不同Na2CO3负载量的影响。研究发现随着Na2CO3负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na2CO3/Al2O3吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na2CO3/Al2O3吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO2脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na2CO3基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO2脱除。  相似文献   

20.
王茹  刘敏 《当代化工》2016,(1):203-204
CO2是岩石矿物的常测项目。讨论的热分解一气体容量法是测定CO2的最佳方案选择,是在对法库硅灰石中CO2的测定中,应用天津产CS—T1型钢铁硫碳联合测定仪和沈阳产高温管式炉配套,经试验确定的。  相似文献   

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