钙镁复盐吸收剂脱除煤气中二氧化碳的机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51406198
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0604.燃烧学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The development of MgO–CaCO3 absorbent at middle temperature contributes significantly to the reduction of the energy consumption for CO2 capture during the water gas shift reaction. Identifying the CO2 capture characteristics of the MgO–CaCO3 absorbent under coal gas conditions is the key to the usage of the absorbent. The affecting mechanism of the absorbent component and the coal gas composition on the activity of the absorbent, and the kinetic characteristics of the reactions will be investigated in this project. The preparation of the MgO–CaCO3 absorbent was conducted by the co-precipitation methods and by the modification of natural calcium and magnesium minerals. The experimental investigation includes the absorption activity tests, the characterization of the sample component and its crystal structure, and the detection of the reaction intermediates by in situ Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy. Based on the experimental studies, the key factors affecting the CO2 absorption activity of the double salts and the affecting mechanism will be explored, and the preparation of the absorbent will be optimized. The effect of the reaction temperature, pressure, and the H2O and H2S in the coal gas on the absorption and regeneration performance of the absorbent will also be investigated. In addition, based on the kinetic reaction tests with H2O or not, the reaction kinetic model will be established, with the considering of the H2O affecting mechanism. The project results will provide the theoretical basis for the preparation of the MgO–CaCO3 absorbent with high activity and for the industrial use of the CO2 absorbent during the water–gas shift process.
中温条件下钙镁复盐二氧化碳吸收剂的开发对降低水汽变换过程的碳捕集能耗具有重要意义。明确煤气条件下钙镁复盐吸收剂的碳捕集特性是实现该吸收剂运用的关键。本申请项目将开展吸收剂组分和煤气条件对吸收剂吸收性能的影响研究和吸收剂反应动力学特性研究。通过共沉淀法、NaNO3改性钙镁矿物法进行钙镁复盐的制备。结合吸收剂的活性测试、样品成分与结构的表征、原位红外技术对反应中间体的监测,探寻影响钙镁复盐吸收剂活性的关键因素及影响机理,优化吸收剂制备工艺。研究反应温度、压力及煤气中H2O、H2S对吸收剂吸收和再生性能的影响规律。基于吸收剂在有无H2O条件下的反应动力学研究和H2O的影响机理研究,建立反应动力学模型。研究结果为吸收性能较好的钙镁复盐吸收剂制备及其在水汽变换过程进行碳捕集的工业运用提供理论依据。

结项摘要

中温条件下钙镁复盐二氧化碳吸收剂的开发对降低水汽变换过程的碳捕集能耗具有重要意义。本项目采用实验研究、理论分析和模型计算相结合的技术路线,围绕镁基吸收剂吸收能力的优化和吸收再生反应动力学特性的改善开展研究。揭示了NaNO3和CaCO3对镁基吸收剂吸收性能的影响机理,提出了改善吸收剂吸收性能的方案,为镁基吸收剂的制备和运用提供了理论依据。.主要研究成果:.1)通过对NaNO3改性白云石和共沉淀法制备的镁基吸收剂的吸收性能研究,明确了熔融NaNO3通过提供离子液体通道促进Mg2+扩散而改善镁基吸收剂的吸收性能,是影响吸收剂吸收性能的关键;碱土金属CaCO3通过降低镁基吸收剂的CO2平衡分压来改善吸收剂的高温吸收性能。.2)优化了NaNO3改性白云石制备的CaCO3促进的镁基复盐吸收剂的活化工艺,并对理论CO2吸收能力较高的NaNO3直接改性的MgO基吸收剂的制备工艺进行了优化。提出程序升温方法、控制吸收剂再生程度法或增大CO2分压以及引入H2O等方法改善NaNO3直接改性的MgO基吸收剂碳酸化反应速率。.3)H2O影响研究表明H2O可通过改善吸收剂的表面特性和影响离子扩散速率来改善吸收剂吸收再生反应速率,同时H2O还会降低相同条件下吸收剂碳酸化反应所需CO2平衡分压。.4)利用收缩核模型对NaNO3直接改性的MgO基吸收剂的吸收、再生反应的动力学参数进行了计算。针对350-400oC高温条件下CO2平衡分压对反应速率的显著影响,在动力学计算中引入了PCO2-PCO2,eq因子。.经过三年研究,项目达到了预期的成果数量,目前已发表SCI论文3篇,被Springer外文期刊邀稿并发表英文综述1篇,EI论文1篇,国内核心期刊1篇,会议论文1篇,申请发明专利3项,其中1项已授权。以上成果本项目均为第一标注。结合项目研究,培养博士生1名(在读)。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
Magnesium Oxide-Based Absorbents for CO2 Capture at Medium Temperature
用于中温二氧化碳捕集的氧化镁基吸收剂
  • DOI:
    10.1007/s40726-018-0074-z
  • 发表时间:
    2018-01
  • 期刊:
    Current Pollution Reports
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    xinfang Yang;Lifeng Zhao;Xueyao Li;Yunhan Xiao
  • 通讯作者:
    Yunhan Xiao
水蒸气和H2S对白云石循环碳酸化/煅烧过程中CO2捕获性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    过程工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨新芳;赵丽凤;刘洋;肖云汉
  • 通讯作者:
    肖云汉
Effects of steam on CO2 absorption ability of calcium-based sorbent modified by peanut husk ash
蒸汽对花生壳灰改性钙基吸附剂吸收CO2能力的影响
  • DOI:
    10.1007/s11431-016-9031-2
  • 发表时间:
    2017-05
  • 期刊:
    Science China Technological Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yang Liu;Xinfang Yang;Lifeng Zhao;Fulin Lei;Yunhan Xiao
  • 通讯作者:
    Yunhan Xiao
Carbonation Performance of NaNO3 Modified MgO Sorbents
NaNO3 改性 MgO 吸附剂的碳酸化性能
  • DOI:
    10.1021/acs.iecr.6b03909
  • 发表时间:
    2017-01
  • 期刊:
    Industrial and Engineering Chemistry Research
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Xinfang Yang
  • 通讯作者:
    Xinfang Yang
Affecting mechanism of activation conditions on the performance of NaNO3-modified dolomite for CO2 capture.
活化条件对NaNO3改性白云石CO2捕获性能的影响机制
  • DOI:
    10.1002/apj.1913
  • 发表时间:
    2015-09
  • 期刊:
    Asia-Pacific Journal of Chemical Engineering
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Xinfang Yang;Lifeng Zhao;Yunhan Xiao
  • 通讯作者:
    Yunhan Xiao

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其他文献

植物内生细菌的分离、分类、定殖
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
    生命科学, 2006, 18:90-94
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢镇岳;杨新芳;冯永君*
  • 通讯作者:
    冯永君*
大兴安岭不同火烧年限森林凋落物和土壤C、N、P化学计量特征
  • DOI:
    10.13287/j.1001-9332.201605.030
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    应用生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨新芳;鲍雪莲;胡国庆;邵帅;周锋;叶佳舒;解宏图;梁超
  • 通讯作者:
    梁超

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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