水泥生料共热耦合原位加氢制合成气
张卫涛1
于少康1
徐明2
董猛1
郭大冰1
杨宇森3
邵明飞3
段雪3
1.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京 1000292.东北林业大学化学化工与资源利用学院,黑龙江哈尔滨 1500063.北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室,北京 100029;衢州资源化工创新研究院,浙江衢州 324003
摘要：水泥工业是世界第三大能源消耗行业和第二大CO2排放行业,占全球CO2排放的7％.水泥生料(CaCO3、Fe2O3、Al2O3和SiO2的混合物)通过高温(＞900 ℃)煅烧得到水泥熟料,此过程能耗高且释放大量CO2.基于双碳背景,通过球磨法制备水泥生料,采用碳酸盐共热耦合原位加氢还原的创新策略,实现在700 ℃下水泥生料原位加氢生成CO,其选择性可达94.8％,CO生成速率达0.76 mmol/min,显著降低了碳酸盐的热解温度并抑制了 CO2排放,同时获得了均匀多孔的CaO颗粒.采用X射线粉末衍射(XRD)、比表面及孔径分析(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In situ DRIFTS)等表征手段,重点探究了反应温度和水泥不同组分(Fe、Si和Al)等因素对碳酸盐加氢性能的影响.结果表明,Fe元素有助于提升CO产物选择性且生成少量甲烷,Si和Al元素的加入降低了碳酸盐加氢反应速率.In situ DRIFTS表明水泥生料加氢生成CO可能遵循甲酸盐中间物种机制.本研究通过水泥生料共热耦合原位加氢制备合成气,实现水泥工业源头降耗与减排增效,为低碳水泥熟料的制备技术提供了新策略与理论依据.
关键词：水泥生料碳酸盐共热耦合碳减排合成气
分类号：TQ172(硅酸盐工业)
资助基金：国家自然科学基金(22090031)
论文发表日期：2024-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 90-101 )
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