稻殼灰基SiO2納米顆粒的超重力法制備及其強(qiáng)化CO2吸收的研究.pdf

1、隨著全球氣候變暖問題的日益嚴(yán)重，CO2等溫室氣體的捕集和封存已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。溶劑吸收法是捕集CO2的重要技術(shù)，它具有分離效果好、技術(shù)成熟可靠等優(yōu)點(diǎn)，但用于大規(guī)模捕集CO2時(shí)，目前仍存在成本較高等問題。利用過程強(qiáng)化技術(shù)提高CO2吸收速率，是降低其吸收成本的重要途徑之一。向吸收劑中加入納米顆粒，可有效提高氣液傳質(zhì)速率，是近年來出現(xiàn)的新型氣液傳質(zhì)強(qiáng)化技術(shù)，在強(qiáng)化CO2吸收方面收到越來越多的重視。
　　我國是水稻生產(chǎn)大國，每年產(chǎn)生約

2、4千萬噸稻殼。稻殼熱值高，主要用于燃燒發(fā)電，而燃燒之后產(chǎn)生稻殼灰卻很難被直接利用，若處置不當(dāng)可能會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境問題。
　　本文以稻殼灰為原料，采用硫酸酸化沉淀法在超重力旋轉(zhuǎn)床中制備SiO2納米顆粒，并將其應(yīng)用于強(qiáng)化CO2吸收過程。論文主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　1、研究了稻殼基SiO2納米顆粒的超重力法制備過程，主要考察了水玻璃流量、旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速、表面活性劑種類及用量等因素對SiO2比表面積、顆粒大小及形貌的影響。結(jié)果表明

3、:水玻璃流量對產(chǎn)品比表面積的影響不大;在旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)速為1250rpm，表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為1％wt時(shí)，可得到粒徑為10-20nm的SiO2顆粒，其比表面積達(dá)600m2/g;SDBS的加入可使SiO2的比表面積增加70m2/g。
　　2、考察了超重力環(huán)境下，納米顆粒的加入對氣液傳質(zhì)過程的強(qiáng)化作用。采用化學(xué)吸收法（CO2-NaOH體系）和物理吸收法（CO2-空氣-水體系）測定了有效比表面積a、液相傳質(zhì)系數(shù)kL、總體積

4、傳質(zhì)系數(shù)kLa、表面更新頻率S。結(jié)果表明，在不同條件下，納米顆粒的加入對氣液傳質(zhì)都存在強(qiáng)化作用:a、kL、kLa、S隨液相流量、氣相流量的提高而增大，隨旋轉(zhuǎn)床轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的增加先提高，但是超過一定轉(zhuǎn)速時(shí)(1250rpm)強(qiáng)化傳質(zhì)的效果變?nèi)?納米顆粒對a、kL、kLa、S的強(qiáng)化存在一個(gè)最佳濃度（2.0g/L）。納米顆粒對氣液傳質(zhì)過程的強(qiáng)化主要是通過增加a、kL、S而實(shí)現(xiàn)。
　　3、研究了超重力旋轉(zhuǎn)床中，SiO2納米顆粒的加入對單乙醇胺(