新規多機能複合酸化物の開発と二酸化炭素回収・硫化物除去への応用

新型多功能复合氧化物的开发及其在二氧化碳回收和硫化物脱除中的应用

基本信息

批准号：
20F20348
负责人：
植田滋
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20F20348/
关键词：
製錬排ガス CO2 SO2 硫黄化合物吸収材二酸化炭素吸収材排ガス処理

项目摘要

中国における金属製錬プロセスから発生する、二酸化炭素と硫化物を含む排ガスの無害化と二酸化炭素の回収を目標として、これらのガス成分を選択的に吸着および脱離することが出来る新規多機能複合酸化物を開発を目指した。また、中国における二酸化炭素および硫化物を含む製錬排ガスに最適化した吸収材の提案を行うことを目的に、中国国内における鉄鋼会社で調査を行うことを予定していたが、COVID－19の影響でその調査活動の進展は限定的であった。文献調査と熱力学的検討により二酸化炭素吸収材の候補を探査した。CaOはCO2吸収能があることから、CO2の分離回収材として有望である反面、吸収能の安定性の面から繰り返し特性が問題となる。CaOにほかの酸化物を加え複合化することで反応性と安定性の両立を図った。候補となるCO2吸収材に対して熱力学的な反応性および安定性を評価したうえで、合成を行い試料を作成した。CO2ガスの吸収、脱離実験を行い、反応速度の観点から反応特性を検討し、さらに安定性を評価するためにサイクル性について検討を行った。さらに、吸着、脱離に対して温度スイングおよび圧力スイング法の両方について検討する予定であったが、特別研究員が中国国内における就職を準備するため帰国を希望したため、研究の中断に至った。現状では、合成したCO2吸収材の性能評価は限定的であるが、プログラム終了後の共同研究を継続し追加実験を通して成果を発表することが期待できる。

一种能够选择性吸附和解吸我国金属冶炼过程中产生的二氧化碳和硫化物气体的新型多功能复合材料，其目标是对含有二氧化碳和硫化物的废气进行无毒化并回收二氧化碳。此外，我们原计划对中国的钢铁公司进行调查，目的是提出一种针对中国含有二氧化碳和硫化物的冶炼废气进行优化的吸收材料，但由于COVID-19，因此进展缓慢研究活动有限。通过文献研究和热力学研究探索了二氧化碳吸收材料的候选材料。由于CaO具有吸收CO2的能力，因此作为CO2分离和回收材料很有前景，但由于其吸收能力的稳定性，其重复性是一个问题。通过在 CaO 中添加其他氧化物并创建复合材料，我们实现了反应性和稳定性。在评估候选二氧化碳吸收剂的热力学反应性和稳定性后，我们合成了它们并创建了样品。我们进行了CO2气体吸收和解吸实验，从反应速率的角度检查了反应特性，并检查了循环性能以评估稳定性。此外，我们本来计划研究吸附和解吸的变温和变压方法，但由于特邀研究员要返回日本为在中国就业做准备而暂停了研究。目前，对合成二氧化碳吸收剂的性能评估有限，但预计项目结束后联合研究将继续进行，并通过额外的实验公布结果。