制氢过程氧化钙基二氧化碳吸附剂使用稳定性的基础研究

氢能作为"十一五"规划中先进能源对现在和将来的国民经济发展具有重要的作用。用氧化钙吸附（反应）脱除二氧化碳强化的甲烷水蒸汽重整制氢成为近期低成本制氢的研究热点，但工业应用受制于氧化钙重复使用二氧化碳吸附容量降低的突出问题。本申请从破坏重整反应平衡降低反应温度和能耗的原理出发，首次提出采用微米、纳米级碳酸钙作为前驱体和采用添加少量二氧化硅第二相的方法，不仅提高二氧化碳吸附容量、提高制氢选择性和产能、降低吸附剂热再生温度，而且提高吸附剂循环使用的稳定性。详细研究二氧化碳吸附反应与热分解再生过程氧化钙与碳酸钙晶粒生长与晶界的关系；揭示晶界稳定对微观结构、吸附容量以及颗粒强度等关键性能影响的规律；研究分解温度、升温速率、二氧化碳分压等工艺参数对吸附剂稳定使用的影响等问题，达到制备能满足工业稳定使用的高吸附容量和强度吸附剂的目的。研究成果对化工、石油、能源等行业将产生巨大的经济效益和深远的社会影响。