洁净煤技术

作者：徐玉凤, 张金鹏, 荆洁颖, 李文英

关键词：水蒸气,固体吸附剂,CO₂捕集,CO₂吸附机理,吸附剂结构,优化改性

燃煤电厂烟气中的CO2捕集是我国实现“双碳”目标的重要组成部分，其关键在于高效CO2吸附剂的开发。然而，燃煤烟气中不可避免地会存在水蒸气等杂质气体，这些气体会对吸附剂的结构及CO2吸附机理造成影响。因此，明确水蒸气对吸附剂结构和CO2吸附机理的影响是开发高效、稳定吸附剂的关键。针对水蒸气对典型固体吸附剂（固体胺、活性炭、金属有机骨架、沸石、MgO和CaO基吸附剂）结构及CO2吸附机理的影响进行了详述，归纳并重点总结了基于水蒸气的影响对吸附剂进行优化改性的方法。对于活性炭和沸石这类具有亲水性的吸附剂，水蒸气会与CO2进行竞争吸附；对于金属有机骨架这类具有规则孔结构的吸附剂，水蒸气会破坏其结构，导致结构坍塌；对于固体胺类吸附剂，水蒸气会抑制其脱水反应和改变胺效率；对于MgO和CaO基吸附剂，水蒸气的存在会影响其比表面积和孔结构、CO2分子扩散效率等。对吸附剂结构进行优化改性的方法包括水化再激活、水蒸气预处理、调控孔口尺寸和表面疏水改性等。其中水化再激活法工艺能耗大且会降低吸附剂的抗碎强度，调控孔口尺寸的方法适用于孔隙发达且可调的吸附剂，因而具有局限性；表面疏水改性法会使合成过程复杂化，增加生产成本。未来应深入探究基于水蒸气的影响对吸附剂进行优化改性的方法，通过工艺优化实现能耗的降低，通过添加增强材料、调控水化条件等增强吸附剂的抗碎强度。

来源：2025年第10期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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