不同煤种粉煤灰矿化反应CO2吸收特性及固碳潜力评估
秦雷
吝思恒
林海飞
李树刚
刘鹏飞
母淼
西安科技大学安全科学与工程学院,陕西 西安 710054;西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室,陕西 西安 710054
摘要：不同煤种粉煤灰粒径分布与化学成分直接影响矿化反应固碳性能,研究矿化反应CO2 吸收特性是评估粉煤灰固碳潜力的关键.以中国石家庄多座燃煤电厂粉煤灰为研究对象,通过压降法与热重分析法综合表征矿化反应CO2 吸收特性及固碳性能.试验结果表明,矿化反应压力增大、温度升高均可有效提升粉煤灰矿化固碳性能.当矿化反应初始压力从 1.0 MPa增至 2.0 MPa时,不同煤种粉煤灰CO2 吸收量平均增大 7.18 g/kg.当矿化反应温度从 40℃升至 60℃时,不同煤种粉煤灰CO2 吸收量平均增大 4.28 g/kg.对于 2种粉煤灰矿化反应固碳性能表征方法,相比热重分析法,压降法会造成CO2 非矿化吸收,导致矿化固碳性能计算结果偏高.不同煤种粉煤灰中,较小粒度粉煤灰具有更高比表面积,可促进CO2 与活性物质接触反应,增强矿化固碳性能.不同煤种粉煤灰矿化反应CO2 吸收量与Ca元素质量分数正相关,与S元素质量分数负相关.高Ca粉煤灰因具有更多反应原料,矿化固碳性能较强.粉煤灰中硫元素以硫酸盐形式存在,与Ca竞争反应抑制碳酸盐生成,降低矿化固碳性能.对于选取的不同煤种粉煤灰样品,安华能热电厂粉煤灰(AH)具有稳定CO2 吸收量和矿化固碳效率;华电热电厂粉煤灰(HD)具有较高CO2 吸收能力;西柏坡热电厂粉煤灰(XB)具有较高且稳定CO2 吸收量及矿化固碳效率,在 3个样品中矿化反应固碳潜力最高.
关键词：CO2封存碳捕集、利用与封存(CCUS)多煤阶粉煤灰直接矿化矿化条件优化固碳性能表征
分类号：TQ536.4(煤化学及煤的加工利用)X701(一般性问题)TD327(矿山压力与支护)
资助基金：中国科协青年人才托举工程资助项目(2022QNRC001)国家自然科学基金(51904237)陕西省青年人才托举计划资助项目(20220437)
论文发表日期：2025-09-27
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 4464-4475 )
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