Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 10
1.1. Основные методы удаления СОг 10
1.1.1. Абсорбционные методы удаления СОг 10
1.1.2. Адсорбционные методы удаления СОг 12
1.2. Промышленно используемые адсорбенты 16
1.2.1. Цеолиты 16
1.2.2. Пористые угли 20
1.2.3. Нерегенерируемые химические поглотители 21
1.2.4. Регенерируемые химические поглотители 22
1.2.5. Высокотемпературные регенерируемые поглотители 27
1.3. Практически важные процессы удаления СОг 31
1.3.1. Концентрирование СОг Для его дальнейшего использования 31
1.3.2. Получение водорода, свободного от СОг 32
1.3.3. Удаление СОг в системах жизнеобеспечения 33
1.3.4. Удаление СОг из воздуха в системах криогенного разделения 34
1.3.5. Приготовление защитных атмосфер 34 1.4. Разрабатываемые в настоящее время промышленные процессы 35
1.4.1. Концентрирование СОг с целью уменьшения выброса парниковых газов 35
1.4.2. Получение чистого водорода и воздуха для питания щелочных топливных 36 элементов
1.4.3. Сдвиг равновесия в реакции паровой конверсии 36
Заключение 39
ГЛАВА 2. Экспериментальная часть 41
2.1. Синтез и исследование поглотителей «карбонат калия в пористой матрице» 41
2.1.1. Использованные вещества 41
2.1.2. Приготовление образцов 42
2.1.3. Модифицирование поверхности у-оксида алюминия 42
2.1.4. Определение динамической емкости 42
2.1.5. Изучение кинетики сорбции 45
2.1.6. Регенерация образцов 45
2.2. Синтез и исследование поглотителей «оксид кальция, промотированный 47
карбонатами щелочных металлов»
2.2.1. Использованные вещества 47
2.2.2. Приготовление образцов 47
2.2.3. Определение динамической емкости 48
2.2.4. Изучение термодинамики разложения промотированного карбоната кальция 48
2.3. Физические методы исследования 48
2.3.1. Рентгенофазовый анализ 48
2.3.2. ИК-спектроскопия in situ 49
2.3.3. Дифференцирующее растворение 49
2.3.4. Исследование удельной поверхности и объема пор 49
2.3.5. Адсорбционно-калориметрические измерения 50
2.4. Моделирование выходных кривых проскока 50
ГЛАВА 3. Свойства поглотителей диоксида углерода «карбонат калия в пористой матрице»52
3.1. Динамика поглощения диоксида углерода в проточном адсорбере 52
3.1.1. Влияние природы матрицы 52
3.1.2. Определение динамической емкости поглотителей 56
3.2. Влияние условий приготовления поглотителей «карбонат калия в оксиде алюминия» на их динамическую емкость
3.2.1. Влияние содержания карбоната калия 5 8
3.2.2. Влияние температуры прокаливания и содержания воды в сорбенте 59
3.3. Механизм поглощения диоксида углерода 65
3.3.1. Тепловой эффект поглощения СО2 и Н2О карбонатом калия в порах оксида алюминия
3.3.2. Фазовые изменения сорбента в процессе поглощения СОг 69
, 3.3.3. Механизм поглощения СОг по данным ИК- спектроскопии 73
3.4. Регенерация поглотителей «карбонат калия в оксиде алюминия» 78
3.4.1. Регенерация поглотителя паром 78
3.4.2. Модифицирование поверхности у-оксида алюминия 83
3.4.3. Безнагревная регенерация поглотителей 85
3.5. Изучение кинетики сорбции С02 87
3.5.1. Зависимость емкости от концентрации СОг 87
3.5.2. Определение порядка по диоксиду углерода 92
3.5.3. Определение констант скорости сорбции 94
3.5.4. Влияние влажности газа 96
3.5.5. Исследование кинетики сорбции СОэ методом «слоя нулев ой длины» 98
3.5.6. Моделирование выходных кривых проточного адсорбера с неподвижным 100 слоем
3.6. Анализ возможных приложений поглотителей «карбонат калия в оксиде 103
алюминия»
3.6.1. Сравнение с традиционными адсорбентами (цеолиты) 103
3.6.2. Удаление СОг из воздуха 106
3.6.3. Выделение и концентрирование СОг 106
Заключение 109
ГЛАВА 4. Свойства поглотителей диоксида углерода «оксид кальция, промотированный карбонатами щелочных металлов» 110
4.1. Влияние промотирующих добавок на термодинамику разложения карбоната кальция
4.2. Влияние промотирующих добавок на кинетику и стабильность поглотителей на основе оксида кальция
4.3. Влияние расплава карбонатов щелочных металлов на динамическую емкость поглотителя на основе оксида кальция
4.4. Гранулирование поглотителя 126
4.5. Сдвиг равновесия в реакции паровой конверсии метана 127
4.5.1 Совместная загрузка сорбента и катализатора 127
4.5.1 Раздельная загрузка сорбента и катализатора 129
Заключение 132
Выводы 133
Благодарности 135
Литература
