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鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集 版權(quán)信息
- ISBN：9787302623984
- 條形碼：9787302623984 ; 978-7-302-62398-4
- 裝幀：精裝
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集 本書特色
《鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集》系統(tǒng)研究了鋼渣高溫氣固碳酸化直接固定CO2的效果、影響因素及其反應(yīng)動力學(xué)特征，提出了基于化學(xué)鏈燃燒技術(shù)耦合高溫鈣循環(huán)技術(shù)的新型自熱式CO2捕集過程，為鋼渣的高值利用提供了新的研究思路。 獲評“清華大學(xué)優(yōu)秀博士學(xué)位論文”
鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集 內(nèi)容簡介
《鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集》以鋼渣的高品位資源化利用為目標(biāo)，系統(tǒng)研究了鋼渣高溫氣固碳酸化直接固定CO2的效果、影響因素及其反應(yīng)動力學(xué)特征，詳細探究了實現(xiàn)鋼渣中鈣、鐵元素分離和回收的酸浸取方法，首次以鋼渣為原料制備出高效鈣基CO2吸附材料，并提出了基于化學(xué)鏈燃燒技術(shù)耦合高溫鈣循環(huán)技術(shù)的新型自熱式CO2捕集過程以實現(xiàn)工業(yè)源CO2的高效捕集。在實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)CO2減排的同時，為鋼渣的高值利用提供了新的研究思路。
鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集 目錄
目 錄
第1章 概述………………………………………………………………… 1
1.1 鋼渣的產(chǎn)生與處理現(xiàn)狀 ………………………………………… 1
1.1.1 鋼渣的產(chǎn)生與性質(zhì)……………………………………… 1
1.1.2 鋼渣的處理與資源化現(xiàn)狀……………………………… 2
1.2 鋼渣資源化利用技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ………………………………… 3
1.2.1 鋼渣的傳統(tǒng)資源化利用技術(shù)…………………………… 3
1.2.2 鋼渣的新興資源化利用技術(shù)…………………………… 4
1.2.3 鋼渣資源化利用技術(shù)發(fā)展存在的問題與技術(shù)瓶頸…… 6
1.3 工業(yè)源 CO2 減排技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀………………………………… 7
1.3.1 溫室氣體 CO2 減排的整體技術(shù)構(gòu)架 ………………… 7
1.3.2 燃燒后 CO2 捕集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 …………………… 8
1.3.3 鋼鐵行業(yè) CO2 減排技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀………………… 12
1.3.4 工業(yè)源 CO2 減排技術(shù)發(fā)展存在的問題……………… 13
1.4 高溫鈣循環(huán) CO2 捕集技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ………………………… 14
1.4.1 高溫鈣循環(huán) CO2 捕集技術(shù)原理與工藝……………… 14
1.4.2 高溫鈣基 CO2 吸附材料開發(fā)與應(yīng)用………………… 15
1.4.3 高溫鈣循環(huán)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)源 CO2 捕集的技術(shù)
展望 …………………………………………………… 16
1.5 研究目的、內(nèi)容和技術(shù)路線 …………………………………… 17
1.5.1 研究目的與意義 ……………………………………… 17
1.5.2 研究內(nèi)容 ……………………………………………… 17
1.5.3 技術(shù)路線 ……………………………………………… 18
第2章 實驗材料與方法 ………………………………………………… 19
2.1 實驗材料………………………………………………………… 19
1 6 鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集
2.1.1 實驗試劑與藥品 ……………………………………… 19
2.1.2 鋼渣樣品的采集與預(yù)處理 …………………………… 19
2.2 鋼渣的元素浸取與回收實驗…………………………………… 19
2.2.1 鋼渣中元素的酸浸取實驗 …………………………… 19
2.2.2 鋼渣中鐵元素回收的磁選實驗 ……………………… 20
2.2.3 鋼渣中元素浸取效果與鐵元素回收效果測試 ……… 20
2.3 鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料的制備 …………………………… 20
2.3.1 協(xié)同沉淀法合成鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料………… 20
2.3.2 協(xié)同沉淀法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附
材料 …………………………………………………… 21
2.3.3 溶膠-凝膠法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附
材料 …………………………………………………… 22
2.4 鋼渣與鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料的表征 …………………… 23
2.4.1 表征材料元素組成的 X 射線熒光分析 ……………… 23
2.4.2 表征材料礦物組成的 X 射線衍射分析 ……………… 23
2.4.3 表征材料比表面與孔隙特征的液氮恒溫吸脫附
分析 …………………………………………………… 23
2.4.4 表征材料表面微觀形貌的掃描電子顯微成像分析 … 23
2.5 鋼渣與鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料的性能測試 ……………… 24
2.5.1 材料的氮氣-程序升溫分解實驗 ……………………… 24
2.5.2 材料的氫氣-程序升溫還原實驗 ……………………… 24
2.5.3 材料的程序升溫碳酸化實驗 ………………………… 24
2.5.4 材料的恒溫碳酸化 CO2 固定(吸附)實驗…………… 24
2.5.5 材料的高溫鈣循環(huán) CO2 吸附性能實驗……………… 25
2.5.6 材料在高溫鈣循環(huán)(CaL)耦合化學(xué)鏈燃燒循環(huán)(CLC) _x00B_ 過程(CaL耦合CLC過程)中的CO2吸附性能和 O2
攜帶性能實驗 ………………………………………… 26
第3章 鋼渣高溫氣固碳酸化直接固定CO2的實驗研究 ……………… 29
3.1 引言……………………………………………………………… 29
3.2 鋼渣基本理化特性及其理論 CO2 固定潛能 ………………… 30
3.2.1 鋼渣表面形貌與孔隙度 ……………………………… 30
目 錄 1 7
3.2.2 鋼渣元素與礦物組成 ………………………………… 32
3.2.3 鋼渣固碳機理及其理論固碳潛能 …………………… 34
3.3 鋼渣高溫氣固碳酸化固定 CO2 效果及其影響因素 ………… 37
3.3.1 反應(yīng)溫度對鋼渣高溫氣固碳酸化固定 CO2 效果的
影響 …………………………………………………… 37
3.3.2 CO2 濃度對鋼渣高溫氣固碳酸化固定 CO2 效果的
影響 …………………………………………………… 38
3.3.3 SO2 存在對鋼渣高溫氣固碳酸化固定 CO2 效果的
影響 …………………………………………………… 39
3.4 鋼渣固定 CO2 的高溫氣固碳酸化反應(yīng)動力學(xué)特征 ………… 41
3.4.1 鋼渣高溫氣固碳酸化反應(yīng)動力學(xué)模型 ……………… 41
3.4.2 鋼渣高溫氣固碳酸化反應(yīng)動力學(xué)參數(shù) ……………… 44
3.5 鋼渣直接高溫鈣循環(huán) CO2 捕集性能研究 …………………… 47
3.5.1 溫度和 CO2 濃度對鋼渣吸附-解吸 CO2 效果的
影響 …………………………………………………… 47
3.5.2 鋼渣在碳酸化-煅燒循環(huán)過程中的 CO2 捕集
性能 …………………………………………………… 48
3.5.3 鋼渣材料在高溫鈣循環(huán)過程中 CO2 捕集性能衰減
機理 …………………………………………………… 50
3.6 小結(jié)……………………………………………………………… 53
第4章 鋼渣的元素浸出特征及鈣、鐵元素回收………………………… 54
4.1 引言……………………………………………………………… 54
4.2 鋼渣各主要元素在酸性浸出體系下的提取效果及其影響
因素……………………………………………………………… 54
4.2.1 操作條件對鋼渣各主要元素浸出效果的影響 ……… 54
4.2.2 影響鋼渣各主要元素浸取效果的關(guān)鍵因素識別 …… 57
4.2.3 鋼渣各主要元素在弱酸環(huán)境中的浸出效果 ………… 59
4.3 酸浸取回收鋼渣中鈣元素實驗研究…………………………… 62
4.3.1 鋼渣酸浸出回收鈣元素操作參數(shù)優(yōu)化 ……………… 62
4.3.2 酸的類型對鋼渣中鈣元素回收的影響 ……………… 65
4.3.3 低濃度酸多級浸取回收鋼渣鈣元素探究 …………… 66
1 8 鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集
4.4 酸活化耦合磁選回收鋼渣中鐵元素實驗研究………………… 68
4.4.1 酸浸出過程對鋼渣磁選鐵元素回收率的影響 ……… 68
4.4.2 酸浸出過程對鋼渣磁選回收物中鐵品位的影響 …… 70
4.4.3 酸浸出過程對鋼渣磁選回收鐵元素的強化機理 …… 71
4.5 小結(jié)……………………………………………………………… 72
第5章 鋼渣制備鈣基CO2吸附材料及其 CO2吸附性能研究 ……… 73
5.1 引言……………………………………………………………… 73
5.2 鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料合成及其性能表征 ……………… 74
5.2.1 金屬醋酸鹽協(xié)同沉淀技術(shù)合成鈣基 CO2 吸附
材料 …………………………………………………… 74
5.2.2 鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料物化性能表征…………… 77
5.2.3 鋼渣源鈣基材料 CO2 吸附性能研究………………… 80
5.3 鋼渣源 CO2 吸附材料高溫鈣循環(huán)捕集 CO2 的影響因素
研究……………………………………………………………… 83
5.3.1 鋼渣源 CO2 吸附材料中雜質(zhì)元素對其 CO2 吸附
性能的影響 …………………………………………… 83
5.3.2 高溫鈣循環(huán)操作條件對材料 CO2 吸附性能的
影響 …………………………………………………… 89
5.3.3 燃燒煙氣中微量酸性氣體對材料 CO2 吸附性能的
影響 …………………………………………………… 92
5.4 鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料高溫鈣循環(huán)捕集 CO2 的穩(wěn)定化
機理……………………………………………………………… 94
5.4.1 MgO 對鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料循環(huán)吸附 CO2 的
穩(wěn)定化機理 …………………………………………… 94
5.4.2 醋酸鹽對鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料孔隙結(jié)構(gòu)的模板
效應(yīng) …………………………………………………… 97
5.5 鋼渣源 CO2 吸附材料應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)碳捕集的技術(shù)經(jīng)濟
分析……………………………………………………………… 98
5.5.1 基于鋼渣中鈣、鐵元素回收利用的高效 CO2 捕集過程
構(gòu)建 …………………………………………………… 98
5.5.2 鋼渣源 CO2 吸附材料在實際高溫鈣循環(huán)條件下的 CO2
目 錄 1 9
捕集效果 ……………………………………………… 99
5.5.3 鋼渣源鈣基 CO2 吸附材料相對天然石灰石的經(jīng)濟成本
分析 …………………………………………………… 100
5.6 小結(jié) …………………………………………………………… 103
第6章 基于鋼渣源鈣-鐵雙功能材料的新型自熱式CO2捕集過程 …… 104
6.1 基于鋼鐵行業(yè)物質(zhì)回用與能量回收的新型 CO2 捕集方法
構(gòu)建 …………………………………………………………… 104
6.2 鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附材料開發(fā)及其工作原理
解析 …………………………………………………………… 109
6.2.1 協(xié)同沉淀法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附材料的
表征…………………………………………………… 109
6.2.2 鋼渣源鈣-鐵雙功能材料自熱式捕集 CO2 的工作
原理…………………………………………………… 114
6.2.3 鋼渣源鈣-鐵雙功能材料的 CO2 吸附與 O2 攜帶
性能…………………………………………………… 116
6.3 鈣-鐵雙功能 CO2 吸附材料中鐵基化學(xué)鏈燃燒循環(huán)(CLC)
與高溫鈣循環(huán)(CaL)的相互作用及其自熱補償效應(yīng) ……… 117
6.3.1 CaL耦合 CLC過程對材料 CO2 吸附與 O2 攜帶性能的
影響 …………………………………………………… 117
6.3.2 材料的鈣鐵比對其 CO2 捕集自熱過程的影響 ……… 119
6.3.3 材料在 CaL耦合 CLC過程捕集 CO2 中的自熱補償
效應(yīng) …………………………………………………… 122
6.4 鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附材料性能優(yōu)化及其對高爐尾氣中
CO2 的捕集效果 ……………………………………………… 123
6.4.1 溶膠-凝膠法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能 CO2 吸附材料的
表征 …………………………………………………… 123
6.4.2 溶膠-凝膠法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能材料的 O2 攜帶與
CO2 吸附性能 ………………………………………… 126
6.4.3 材料在實際高溫鈣循環(huán)條件下對高爐尾氣中 CO2 的
捕集效果 ……………………………………………… 129
6.5 小結(jié) …………………………………………………………… 131
2 0 鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集
第7章 結(jié)論與建議 ……………………………………………………… 133
7.1 結(jié)論 …………………………………………………………… 133
7.2 建議 …………………………………………………………… 135
參考文獻 …………………………………………………………………… 136 _x00B_在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果 …………………………………… 149 _x00B_致謝………………………………………………………………………… 152
展開全部
鋼渣制備高效鈣基CO2吸附材料用于鋼鐵行業(yè)碳捕集 作者簡介
田思聰，獲清華大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，致力于工業(yè)源CO2捕集與利用和工業(yè)固廢高值利用等領(lǐng)域研究，發(fā)表學(xué)術(shù)論文近40篇，曾獲博士研究生國家獎學(xué)金、上海同濟高廷耀環(huán)保發(fā)展基金會青年博士生人才獎學(xué)金、清華大學(xué)蔣南翔獎學(xué)金；被評為北京市優(yōu)秀畢業(yè)生和清華大學(xué)優(yōu)秀博士畢業(yè)生。
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