硅铝基多孔材料变压吸附电厂烟气中二氧化碳的性能研究

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1、：中图分类号：ＴＱ０２８密级公开’Ｗ：ＷＨＥ巳ＥｌＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＤＣＥＡ：６６１学校代码：１００８硕士学位论文硅铝基多孔材料变压吸附电厂烟气中二氧化碳的性能研究论文作者：郝京华指导教师：赵瑞红教授企业指导教师：卢赤杰高工申请学位类别：工程硕士、领域学科：化学工程所在单位：化学与制药工程学院答辩日期：２０１８年５月ClassifiedIndex：TQ028SecrecyRate：PublicizedUDC：661UniversityCode：100

2、82DissertationfortheMasterDegreeStudyonAdsorptionPropertiesofCarbonDioxidewithPorousSiliconAluminumBasedMaterialsbyPressureSwingAdsorptionCandidate：HaoJinghuaSupervisor:Prof.ZhaoRuihongEnterpriseSupervisor：SeniorEngineer.LuChijieAcademicDegreeAppliedfor：Masterof

3、EngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringEmployer：CollegeofChemical&PharmaceuticalEngineeringDateofOralExamination:May,2018摘要人为产生的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

4、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

5、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

6、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-M

7、EA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。I关键词CO2；变压吸附；多孔材料；氨基改性；再生IIAbstractAboutfortypercentofman-madeCO2comesfromcoal-fire

8、dpowerplants,whichhasthecharacteristicsoflargeemissionandlowCO2concentration.ItisurgenttofindeffectivewaystoreduceCO2emissionsfrompowerplantsandmitigatethegreenhousee