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负载PO43-的离子交换树脂膜在烟气中变湿吸附CO_(2)的性能研究
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作者 王凯 李锋 +3 位作者 郑世强 成欣悦 朱亮亮 陈曦 《低碳化学与化工》 CAS 北大核心 2023年第3期140-147,共8页
基于磷酸根(PO_(4)^(3−))在纳米界面上的可逆水解反应,负载PO_(4)^(3−)的纳米多孔材料能够实现低能耗变湿吸附空气中的CO_(2),但PO4变湿吸附剂在烟气中的CO_(2)捕集性能尚未有系统的实验研究。基于负载PO_(4)^(3−)的离子交换树脂膜,探究... 基于磷酸根(PO_(4)^(3−))在纳米界面上的可逆水解反应,负载PO_(4)^(3−)的纳米多孔材料能够实现低能耗变湿吸附空气中的CO_(2),但PO4变湿吸附剂在烟气中的CO_(2)捕集性能尚未有系统的实验研究。基于负载PO_(4)^(3−)的离子交换树脂膜,探究了PO_(4)^(3−)变湿吸附剂在不同进气CO_(2)浓度(体积分数,下同)、混合气体温度及混合气体流量下的CO_(2)吸附性能。结果表明,吸附环境中进气CO_(2)浓度和混合气体温度的提高,可以有效增加PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量。当吸附环境中的进气CO_(2)浓度从3.5%提高至15.0%时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量从0.22 mol/kg提高至0.33 mol/kg;吸附环境中的进气CO_(2)浓度一定时(5.0%),混合气体温度从10℃提高至50℃,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)平衡吸附量从0.19 mol/kg提高至0.25 mol/kg。此外,基于对微观尺度气体扩散和干燥吸附的相关机制的研究,发现随着入口处混合气体流量和混合气体温度的提高,可以有效缩短PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的吸附饱和时间。当混合气体流量从5 L/min增大至20 L/min时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)吸附饱和时间从135 min缩短至43 min;当混合气体温度从10℃升高至50℃时,PO_(4)^(3−)变湿吸附剂的CO_(2)吸附饱和时间从120 min缩短至43 min。PO_(4)^(3−)变湿吸附剂在较高进气CO_(2)浓度、混合气体温度和混合气体流量下的吸附性能提升,为实现烟气中低能耗捕集CO_(2)提供了可能。 展开更多
关键词 CO_(2) 吸附 变湿吸附剂 磷酸根 烟气
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