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    吸附层数    单层或多层    单层
    选择性    一般无选择性    有
    脱附性质    常可完全脱附    脱附时常伴有化学反应
    1.3.2  吸附的传质过程
    吸附动力学[17]是研究达到吸附平衡的速率问题。吸附剂都是内部拥有许多孔的多孔物质。吸附质在吸附剂上的吸附过程十分复杂。以气相吸附质在吸附剂上的吸附过程为例,吸附质从气体主流到吸附剂颗粒内部的传递过程分为两个阶段:第一阶段是从气体主流通过吸附剂颗粒周围的气膜到颗粒的表面,称为外部传递过程或外扩散。第二阶段是从吸附剂颗粒表面传向颗粒孔隙内部,称为孔内部传递过程或内扩散。这两个阶段是按先后顺序进行的,在吸附时气体先通过气膜到达颗粒表面,然后才能向颗粒内扩散。如图1.3是某分子筛的SEM图,可见其表面分布了丰富的孔隙。
    气体分子到达颗粒外表面时,一部分会被外表面所吸附。而被吸附的分子有可能沿着颗粒内的孔壁向深入扩散,称为表面扩散。一部分气体分子还可能在颗粒内的孔中向深入扩散,称为孔扩散。在孔扩散的途中气体分子又可能与孔壁表面碰撞而被吸附。所以内扩散是既有平行又有顺序的吸附过程。可见,吸附传递过程由三部分组成,即外扩散,内扩散和表面吸附。吸附过程的总速率取决于最慢阶段的速率。
     
    图1.3 某分子筛吸附剂的表面SEM图
    1.4  常用固体吸附剂及其国内外研究现状
    1.5  课题研究内容
    钙基吸收剂CCCR法相对于其他分离燃煤锅炉尾部烟气中的CO2技术有以下主要优点:1)无需对锅炉尾部烟气进行升压或降温处理,可直接用于分离电厂化石燃料燃烧尾部烟气中的CO2;2)再生过程所需的高温热量可以通过蒸汽循环回收碳酸化反应的放热;3)吸收剂来源广泛、价格低廉,吸收量大能减小反应器的尺寸,降低反应器中压降,经济性更强;4)具有同时脱除其他污染物的潜力;5)吸收反应器废弃的吸收剂可以作为脱硫剂;6)再生反应器废弃的吸收剂可以作为水泥原料[48]。
    基于以上钙基吸附剂的诸多优点及对经济效益的考虑,所以本设计选择钙基吸附剂为主要研究对象,研究改性后的钙基吸附剂对CO2吸附能力的改善。
    钙基吸附剂在若干次吸脱附循环后其表面积和孔隙结构发生了变化,主要原因是在煅烧阶段,吸收剂内部晶粒发生融合,产生烧结现象,孔隙率和比表面积大大减小,使得吸附性能降低。同时烟气中的水蒸气和SO2等杂质的存在又会加剧钙基吸收剂的衰减。为了提高CO2捕集效率、降低CO2捕集成本,所以对钙基吸收剂的改性变得尤为重要。
    概括来说,本设计的主要内容为:对制备钙基高温吸附剂并进行改性,使用XRD对样品进行表征,用TGA测定样品的CO2吸收性能,计算比较样品的吸收速率、吸收量和衰减率。最后通过模型估算样品的吸附效率。
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