SBA-15及其复合催化剂降低单乙醇胺溶液解吸能耗的研究

发布时间：2023-12-24 18:09

　　基于全球日益变暖及其引起的极端气候多频率发生的大背景下,开发成本低廉,技术先进的CO₂的捕获、利用与封存技术(CCUS)具有重大的现实意义和工业需求。目前,有机胺法捕集二氧化碳技术是技术最为成熟,工艺最为先进,应用范围最广的碳捕集技术之一,但因其再生能耗大成为制约其大规模应用的主要技术瓶颈。传统胺溶液再生过程的解吸温度大于373.15 K,大部分能量用于溶剂的气化,导致较低的能源效率,且再生过程运行能耗约占脱碳系统总能耗的三分之二以上。因此,开发节能、高效的富胺再生技术显得至关重要。本文以传统的单乙醇(MEA)胺溶液为研究对象。为了促使伯胺溶液的解吸反应快速进行,除输入足够高的热量进行驱动以外,还可以采用向富胺溶液中加入促进Amine-COO-断裂的质子与促进去质子化反应的碱性基团。SBA-15分子筛拥有较大的中孔比表面积及较好的热稳定性,本文设计与制备改性SBA-15分子筛及其复合催化剂,并将其添加到伯胺溶液中,开展SBA-15及复合型催化剂催化富MEA溶液降低再生能耗的研究。本课题的主要研究内容如下:(1)采用水热合成法,设计与合成了酸碱双功能催化剂SO

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 CO₂ 捕集利用与封存技术
    1.3 CO₂ 捕获技术
        1.3.1 物理吸收法
        1.3.2 低温精馏
        1.3.3 膜吸收法
        1.3.4 化学吸收法
    1.4 降低CO₂ 解吸能耗的方法与研究进展
    1.5 课题的立题意义与主要内容
第2 章 试验装置及分析方法
    2.1 实验药品及仪器
    2.2 催化剂表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 傅里叶红外变换(FT-IR)
        2.2.3 N₂吸附脱附实验(BET)
        2.2.4 NH₃和CO₂的程序升温吸脱附(NH₃-TPD/CO₂-TPD)
        2.2.5 吡啶红外(Py-IR)
    2.3 实验装置与步骤
        2.3.1 实验方法的可行性分析
        2.3.2 CO₂ 负载分析方法
        2.3.3 催化性能评价因子
        2.3.4 实验注意事项
第3章 SO4
2-/ZrO₂/SBA-15 催化剂的制备及其对MEA溶液再生的催化性能
    3.1 酸碱双功能催化剂的制备(SO4
2-/ZrO₂/SBA-15)
    3.2 催化剂表征
        3.2.1 催化剂结构特性分析
        3.2.2 催化剂酸碱特性分析
    3.3 CO₂ 解吸性能研究
    3.4 催化剂稳定性分析
    3.5 吸收性能研究
    3.6 催化机理分析
    3.7 本章小结
第4章 Fe₃O₄-ZrO₂@Beta/SBA-15催化剂的制备及其对MEA溶液再生的催化性能
    4.1 催化剂制备方法
        4.1.1 复合分子筛的制备
        4.1.2 金属纳米/Beta-SBA-15复合材料的制备
    4.2 催化剂表征
        4.2.1 催化剂结构特性分析
        4.2.2 催化剂的酸度特性分析
    4.3 CO₂ 解吸性能的研究
    4.4 催化剂稳定性分析
    4.5 吸收性能研究
    4.6 催化机理分析
    4.7 小结
第5 章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录A 攻读学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3875040