改性金属氧化物在电厂CO_2捕集技术中的研究

【摘要】温室气体过量排放已导致温室效应和全球变暖等问题日益严重，温室气体CO2的捕集与分离技术成为目前国内外研究热点之一。燃煤电厂烟道气是CO2主要的排放源，对烟道气中CO2进行捕集分离并将其应用于纯碱生产，在减缓温室效应的同时也创造了经济价值，具有非常重要的实际意义。本文选取有序介孔氧化铝为吸附剂，分别以Mg(NO3)2、Ca(NO3)2和聚乙烯亚胺(PEI)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为改性剂对其进行表面改性，制备的改性吸附剂采用氮等温吸附脱附、XRD、TEM等技术进行表征分析，并通过模拟烟道气吸附装置研究了其吸附性能。以Al(NO3)3为铝源，(NH4)2CO3为沉淀剂，PEG1450为模板剂，制备的有序介孔氧化铝具有比表面积大、孔径分布窄、孔结构有序等特点。经镁、钙和PEI/APTES改性后，吸附剂在提高表面吸附性能的同时保持了有序的孔道结构。通过考察吸附温度、吸附气流量、改性剂负载量等因素对吸附性能的影响，确定了改性吸附剂吸附CO2的适宜条件。经镁钙改性的有序介孔氧化铝对CO2的饱和吸附量分别为13.02mg/g和10.84mg/g，较改性前有序介孔氧化铝吸附性能有显著提高。进行6次再生操作后，吸附量分别为11.41mg/g和9.63mg/g，再生效果良好，吸附性能较为稳定。与镁钙改性相比而言，PEI/APTES改性的有序介孔氧化铝吸附性能更强，对CO2饱和吸附量高达92.14mg/g。6次再生实验表明，吸附量为84.78mg/g，其吸附性能稳定，再生效果好。以实验结果为基础，结合工程实际数据，对PEI/APTES-OMA吸附电厂尾气中CO2的生产工艺进行了经济评价分析，结果表明充分考虑碳收益后，该生产工艺经济效益和社会效益良好。敏感性分析可知，PEI/APTES-OMA捕集CO2项目对CO2销售价格和CO2产量敏感程度较高。
【作者】张晓帅；
【导师】赵瑞红；
【作者基本信息】河北科技大学，化学工程与技术，2014，硕士
【关键词】二氧化碳；吸附；改性；聚乙烯亚胺；经济评价；

【参考文献】
[1]米立娟.猪繁殖与呼吸综合征病毒单克隆抗体的研制与应用[D].吉林农业大学,预防兽医学,2012,硕士.
[2]马保离,宗光华,霍伟.非完整链式系统的路径规划——多项式拟合法[J].自动化学报,1999,05:662-666.
[3]苏婷.针刺联合二甲双胍治疗脾虚痰湿型青春期PCOS的临床观察[D].湖南中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2014,硕士.
[4]黄志祥.基于超声振动辅助钛合金铆钉铆接工艺研究[D].南京航空航天大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[5]王玉柱.高墩大跨连续刚构桥等效风荷载研究[D].西南交通大学,桥梁与隧道工程,2013,硕士.
[6]宋京红.董事对债权人义务研究[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[7]刘永.华海公司服务改善研究[D].湖南大学,工商管理,2011,硕士.
[8]郭延军.AM真菌与土壤因子的相关性研究[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.
[9]李洁.中国学生英语指示代词习得研究[D].宁波大学,英语语言文学,2014,硕士.
[10]李倩.虚拟现实技术在虚拟校园漫游系统中的应用研究[D].浙江工业大学,计算机技术,2012,硕士.
[11]路宝利.美国中等职业教育发展的职业主义与民主主义之争：“普杜之辩”研究[D].华东师范大学,教育史,2014,博士.
[12]卫涛.基于TLP原理的海上风机浮式基础研究[D].江苏科技大学,船舶与海洋结构物设计制造,2014,硕士.
[13]吴良杰,刘红祥,况振东.基于确信因子的有效关联规则挖掘[J].计算机工程与应用,2004,32:187-189.
[14]张洋.塔河油田治安综合管理系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[15]侯琳洁.劳伦斯短篇小说中的非理性因素[D].东北农业大学,英语语言文学,2013,硕士.
[16]何礼鹏.分栅快闪存储器的失效机理及性能提升方法研究[D].复旦大学,集成电路工程,2012,硕士.
[17]王亚男.我国自制剧传播模式与营销策略研究[D].兰州大学,新闻学,2013,硕士.
[18]刘静娴.PAR1及血必净注射液在热打击致内皮细胞损伤中作用的研究[D].广州中医药大学,中西医结合临床（专业学位）,2013,硕士.
[19]马晶.电机转子槽用Fe-Cu合金的制备及组织与性能表征[D].哈尔滨理工大学,材料学,2012,硕士.
[20]刁培培.天极网校网络营销体系研究[D].四川大学,2004.
[21]周兴.染料敏化太阳能电池光阳极的改性[D].北京化工大学,2013.
[22]庞博.论服务贸易原产地的确定[D].外交学院,国际法,2014,硕士.
[23]鲍玉斌,史捷,王大玲,嵇晓,于戈.企业级数据仓库设计方法及其实施的关键因素研究[J].控制与决策,2004,12:1378-1382.
[24]倪加付.中国股票市场的日历效应分析[D].云南财经大学,金融学,2013,硕士.
[25]梁艳.欧阳修书论研究[D].吉林大学,中国古代文学,2014,硕士.
[26]毕晴.中国家具市场的现状与发展模式的研究[D].中南林学院,木材科学与技术,2004,硕士.
[27]谢会玲,鞠平,罗建裕,宁艳,朱寰,王小英.基于灵敏度计算的电力系统参数可辨识性分析[J].电力系统自动化,2009,07:17-21.
[28]刘雅玮.中国外汇交易中心系统用户研究[D].华中科技大学,设计学,2013,硕士.
[29]孙俊青.我国优秀运动员文化教育管理体制现状及对策研究[D].吉林体育学院,体育人文社会学,2013,硕士.
[30]钱翔.闭环供应链中设施选址、生产批量和定价问题的研究[D].清华大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[31]王延贵,史红玲,刘茜.水库拦沙对长江水沙态势变化的影响[J].水科学进展,2014,04:467-476.
[32]吴寅鹤.iOS平台应用程序的安全性研究[D].广东工业大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[33]刘玲玲.小麦品质近红外光谱分析系统关键技术研究[D].中国农业机械化科学研究院,机械设计及理论,2013,硕士.
[34]居胜峰.基于主动学习的情感分类方法研究[D].苏州大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[35]彭妙颜.第四届东亚运动会开幕式的音响系统[J].演艺设备与科技.2005(06)
[36]刘砚津.天津港节能减排影响因素研究[D].大连海事大学,工商管理,2012,硕士.
[37]张利.研究生网络学习行为研究[D].华东师范大学,高等教育学,2013,硕士.
[38]王瑞梅.管理信息系统中的数据库与数据仓库[J].价值工程,2005,07:68-70.
[39]韩鹏.缠丝鸭蛋形成的环境条件及其蛋品质分析[D].河南科技大学,农业推广（专业学位）,2013,硕士.
[40]张德忠.“八五”期间我国石油工业地球物理勘探成就[J].石油地球物理勘探,1997,04:596-603.
[41]文慧玲.湖南省健美操社会体育指导员职业技能鉴定的研究[D].湖南师范大学,体育教育训练学,2014,硕士.
[42]毕鹏飞.我国创业板上市公司企业价值评估方法研究[D].云南财经大学,金融学,2014,硕士.
[43]常英.专用USB存储设备的研究与实现[D].西安电子科技大学,计算机技术,2011,硕士.
[44]张晶.基于灰关联熵分析法的国际物流要素对国际贸易的影响度研究[D].重庆工商大学,企业管理,2014,硕士.
[45]胥全春.星地激光通信星上终端杂散光分析及抑制方法研究[D].哈尔滨工业大学,光学工程,2014,硕士.
[46]李汶娣.析琵琶曲《草原雄鹰》[D].天津音乐学院,音乐（专业学位）,2014,硕士.
[47]何金海.川东北地区长兴组层序、沉积相及储层发育分布规律研究[D].成都理工大学,矿产普查与勘探,2013,硕士.
[48]王小力,庞凯歌,刘卫华,李昕,田康,尹艳南,张娟.石墨烯折角场发射特性[J].光子学报,2014,11:7-11.
[49]苗永康.基于L-BFGS算法的时间域全波形反演[J].石油地球物理勘探,2015,03:469-474+4.
[50]丁培莉.南京市大学生羽毛球运动参与者锻炼意识与锻炼行为的研究[D].南京体育学院,体育教育训练学,2013,硕士.