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鋼渣製備高效鈣基CO2吸附材料用於鋼鐵行業碳捕集(精)/清華大學優秀博士學位論文叢書

  • 作者：田思聰|責編:黎強//孫亞楠
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302623984
  • 出版日期：2024/06/01
  • 裝幀：精裝
  • 頁數：153
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書以鋼渣的高品位資源化利用為目標，系統研究了鋼渣高溫氣固碳酸化直接固定CO2的效果、影響因素及其反應動力學特徵，詳細探究了實現鋼渣中鈣、鐵元素分離和回收的酸浸取方法，首次以鋼渣為原料製備出高效鈣基CO2吸附材料，並提出了基於化學鏈燃燒技術耦合高溫鈣循環技術的新型自熱式CO2捕集過程以實現工業源CO2的高效捕集。在實現鋼鐵行業CO2減排的同時，為鋼渣的高值利用提供了新的研究思路。
    本書可供環境、材料等領域的高校師生和科研院所研究人員及相關技術人員閱讀參考。
作者介紹
田思聰|責編:黎強//孫亞楠
目錄
第1章  概述
  1.1  鋼渣的產生與處理現狀
    1.1.1  鋼渣的產生與性質
    1.1.2  鋼渣的處理與資源化現狀
  1.2  鋼渣資源化利用技術發展現狀
    1.2.1  鋼渣的傳統資源化利用技術
    1.2.2  鋼渣的新興資源化利用技術
    1.2.3  鋼渣資源化利用技術發展存在的問題與技術瓶頸
  1.3  工業源CO2減排技術發展現狀
    1.3.1  溫室氣體CO2減排的整體技術構架
    1.3.2  燃燒后CO2捕集技術的發展現狀
    1.3.3  鋼鐵行業CO2減排技術的發展現狀
    1.3.4  工業源CO2減排技術發展存在的問題
  1.4  高溫鈣循環CO2捕集技術發展現狀
    1.4.1  高溫鈣循環CO2捕集技術原理與工藝
    1.4.2  高溫鈣基CO2吸附材料開發與應用
    1.4.3  高溫鈣循環技術應用於工業源CO2捕集的技術展望
  1.5  研究目的、內容和技術路線
    1.5.1  研究目的與意義
    1.5.2  研究內容
    1.5.3  技術路線
第2章  實驗材料與方法
  2.1  實驗材料
    2.1.1  實驗試劑與藥品
    2.1.2  鋼渣樣品的採集與預處理
  2.2  鋼渣的元素浸取與回收實驗
    2.2.1  鋼渣中元素的酸浸取實驗
    2.2.2  鋼渣中鐵元素回收的磁選實驗
    2.2.3  鋼渣中元素浸取效果與鐵元素回收效果測試
  2.3  鋼渣源鈣基CO2吸附材料的製備
    2.3.1  協同沉澱法合成鋼渣源鈣基CO2吸附材料
    2.3.2  協同沉澱法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料
    2.3.3  溶膠?凝膠法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料
  2.4  鋼渣與鋼渣源鈣基CO2吸附材料的表徵
    2.4.1  表徵材料元素組成的X射線熒光分析
    2.4.2  表徵材料礦物組成的X射線衍射分析
    2.4.3  表徵材料比表面與孔隙特徵的液氮恆溫吸脫附分析
    2.4.4  表徵材料表面微觀形貌的掃描電子顯微成像分析
  2.5  鋼渣與鋼渣源鈣基CO2吸附材料的性能測試
    2.5.1  材料的氮氣-程序升溫分解實驗
    2.5.2  材料的氫氣-程序升溫還原實驗
    2.5.3  材料的程序升溫碳酸化實驗
    2.5.4  材料的恆溫碳酸化CO2固定（吸附）實驗
    2.5.5  材料的高溫鈣循環CO2吸附性能實驗
    2.5.6  材料在高溫鈣循環（CaL）耦合化學鏈燃燒循環（CLC）過程（CaL耦合CLC過程）中的CO2吸附性能和O2攜帶性能實驗
第3章  鋼渣高溫氣固碳酸化直接固定CO2的實驗研究
  3.1  引言
  3.2  鋼渣基本理化特性及其理論CO2固定潛能
    3.2.1  鋼渣表面形貌與孔隙度
    3.2.2  鋼渣元素與礦物組成

    3.2.3  鋼渣固碳機理及其理論固碳潛能
  3.3  鋼渣高溫氣固碳酸化固定CO2效果及其影響因素
    3.3.1  反應溫度對鋼渣高溫氣固碳酸化固定CO2效果的影響
    3.3.2  CO2濃度對鋼渣高溫氣固碳酸化固定CO2效果的影響
    3.3.3  SO2存在對鋼渣高溫氣固碳酸化固定CO2效果的影響
  3.4  鋼渣固定CO2的高溫氣固碳酸化反應動力學特徵
    3.4.1  鋼渣高溫氣固碳酸化反應動力學模型
    3.4.2  鋼渣高溫氣固碳酸化反應動力學參數
  3.5  鋼渣直接高溫鈣循環CO2捕集性能研究
    3.5.1  溫度和CO2濃度對鋼渣吸附-解吸CO2效果的影響
    3.5.2  鋼渣在碳酸化-?燒循環過程中的CO2捕集性能
    3.5.3  鋼渣材料在高溫鈣循環過程中CO2捕集性能衰減機理
  3.6  小結
第4章  鋼渣的元素浸出特徵及鈣、鐵元素回收
  4.1  引言
  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
    4.2.1  操作條件對鋼渣各主要元素浸出效果的影響
    4.2.2  影響鋼渣各主要元素浸取效果的關鍵因素識別
    4.2.3  鋼渣各主要元素在弱酸環境中的浸出效果
  4.3  酸浸取回收鋼渣中鈣元素實驗研究
    4.3.1  鋼渣酸浸出回收鈣元素操作參數優化
    4.3.2  酸的類型對鋼渣中鈣元素回收的影響
    4.3.3  低濃度酸多級浸取回收鋼渣鈣元素探究
  4.4  酸活化耦合磁選回收鋼渣中鐵元素實驗研究
    4.4.1  酸浸出過程對鋼渣磁選鐵元素回收率的影響
    4.4.2  酸浸出過程對鋼渣磁選回收物中鐵品位的影響
    4.4.3  酸浸出過程對鋼渣磁選回收鐵元素的強化機理
  4.5  小結
第5章  鋼渣製備鈣基CO2吸附材料及其CO2吸附性能研究
  5.1  引言
  5.2  鋼渣源鈣基CO2吸附材料合成及其性能表徵
    5.2.1  金屬醋酸鹽協同沉澱技術合成鈣基CO2吸附材料
    5.2.2  鋼渣源鈣基CO2吸附材料物化性能表徵
    5.2.3  鋼渣源鈣基材料CO2吸附性能研究
  5.3  鋼渣源CO2吸附材料高溫鈣循環捕集CO2的影響因素研究
    5.3.1  鋼渣源CO2吸附材料中雜質元素對其CO2吸附性能的影響
    5.3.2  高溫鈣循環操作條件對材料CO2吸附性能的影響
    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
  5.4  鋼渣源鈣基CO2吸附材料高溫鈣循環捕集CO2的穩定化機理
    5.4.1  MgO對鋼渣源鈣基CO2吸附材料循環吸附CO2的穩定化機理
    5.4.2  醋酸鹽對鋼渣源鈣基CO2吸附材料孔隙結構的模板效應
  5.5  鋼渣源CO2吸附材料應用於鋼鐵行業碳捕集的技術經濟分析
    5.5.1  基於鋼渣中鈣、鐵元素回收利用的高效CO2捕集過程構建
    5.5.2  鋼渣源CO2吸附材料在實際高溫鈣循環條件下的CO2捕集效果
    5.5.3  鋼渣源鈣基CO2吸附材料相對天然石灰石的經濟成本分析
  5.6  小結
第6章  基於鋼渣源鈣-鐵雙功能材料的新型自熱式CO2捕集過程
  6.1  基於鋼鐵行業物質回用與能量回收的新型CO2捕集方法構建
  6.2  鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料開發及其工作原理解析
    6.2.1  協同沉澱法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料的表徵

    6.2.2  鋼渣源鈣-鐵雙功能材料自熱式捕集CO2的工作原理
    6.2.3  鋼渣源鈣-鐵雙功能材料的CO2吸附與O2攜帶性能
  6.3  鈣-鐵雙功能CO2吸附材料中鐵基化學鏈燃燒循環（CLC）與高溫鈣循環（CaL）的相互作用及其自熱補償效應
    6.3.1  CaL耦合CLC過程對材料CO2吸附與O2攜帶性能的影響
    6.3.2  材料的鈣鐵比對其CO2捕集自熱過程的影響
    6.3.3  材料在CaL耦合CLC過程捕集CO2中的自熱補償效應
  6.4  鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料性能優化及其對高爐尾氣中CO2的捕集效果
    6.4.1  溶膠-凝膠法合成鋼渣源鈣-鐵雙功能CO2吸附材料的表徵
    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
    6.4.3  材料在實際高溫鈣循環條件下對高爐尾氣中CO2的捕集效果
  6.5  小結
第7章  結論與建議
  7.1  結論
  7.2  建議
參考文獻
在學期間發表的學術論文與研究成果
致謝

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