基于烧结机制的钙基吸收剂团聚体结构演变模拟

作者：纪杰; 李明春^*; 沈存粮; 杨鑫

来源：应用化学, 2023, 40(12): 1726-1736.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.230151

• 氧化钙烧结
• 孔径分布
• 烧结机制
• 数值模拟

钙循环工艺是一种具有很大应用潜力的脱碳技术，但其吸收剂晶粒间的烧结现象会随循环而加剧，导致高活性介孔及相应碳捕集能力衰减。根据煅烧进程中钙基吸收剂表界面结构的形成与演变特性，构建了再生CaO孔隙通道的拓扑结构和分级团聚体烧结模型，引入了二面角的影响，探讨了不同烧结机制下钙基吸收剂的孔隙迁移规律，并进行实验验证。结果表明，再生CaO的烧结由表面-晶界-体积扩散联合控制；所建数学模型可揭示钙基吸收剂孔结构动态演变规律，900℃不同烧结时间下（300～600 s），粒径75～150μm的吸收剂（孔径25～75 nm）的模拟计算结果与实验结果的孔体积变化率最大平均相对误差为16.50%，最可几孔径所对应的相对误差在6%内。相同烧结条件下，各粒级吸收剂（38～75、75～150、150～180μm）的烧结颈生长出现明显的三段式生长，颈部生长率均呈前期快速增长、后期平缓趋势，且颗粒间的烧结会随吸收剂粒极的减小而加剧。

• 单位
  沈阳工业大学