实验八NH3-CaSO4法固定CO2温室气体.doc

实验八NH3-CaSO4法固定CO2温室气体12应化A班 姓名：叶灿健 学号：12550701040 在地球环境的许多问题中最引人注目的是全球变暖的问题也就是温室效应。二氧化碳气体是温室效应的主要来源之一。气候变化已经从科学问题变成当今国际的政治和经济问题。如今如何节约资源、节约能源和减少排放的温室气体已成为时代的主题。随着人们更多的注意资源的短缺和地球变暖各种各样的化石燃料如煤炭石油和天然气燃烧和使用后将二氧化碳作为废气排放。二氧化碳作为一个潜在的碳资源应用领域已得到了广泛的发展如炼钢吹气、饮料添加剂、采矿添加剂和化学肥料。尽管仍然应该有一些工作要进一步发展以化学或物理吸附剂方式捕获燃烧后二氧化碳的技术是最可能能应用于化石燃料的电力行业例如使用胺捕获二氧化碳技术[1, 2]氨捕获二氧化碳技术[3, 4, 5]钙循环技术[6]等。氨胺捕获二氧化碳技术和钙循环技术具有某些优势和缺陷必须通过进一步研究发展克服比如碳酸氢铵(NH4HCO3)固体形成高氨进入气相减缓二氧化碳吸收率[7]。NH3-CaSO4法具有在环境温度高固化率无氨渗漏和从硫酸钙中回收硫资源的特点。可以应用燃煤火力发电厂的二氧化碳减排可以改造传统的硫酸铵和硫酸生产技术工艺。 实验原理 CO2 (g) + CaSO4·2H2O (s) + 2NH3 = CaCO3 (s) + (NH4)2SO4 + H2O 实验试剂、仪器和材料 仪器和材料: pHS-3D计温度传感器磁搅拌器管自制500 mL反应器装置。 试剂：硫酸钙（AR? 200 um）、%氨水（AR）、蒸馏水、盐酸（AR）、石磊溶液指示剂实验技术路线与内容图1是一个图。使用胶软管连接二氧化碳源和管插入反应器的底部。86.12 g CaSO4?2H2O和移38毫升NH3?H2O和100毫升水入反应器二氧化碳入反应(PCO2 = 0.0125 MPa)后，记录的pH值温度表1中。 Fig. 1 Routine of technique 在这个实验中酚酞作为指示。当酚酞指示剂的粉红色完全消失表明二氧化碳和氨的反应和硫酸钙已经完成。使用2或3滴稀盐酸直接与白色固体采样反应反应有大量的泡沫从解决方案和白色固体消失表明CaSO4?2H2O已经变成碳酸钙。过滤反应液体干产品碳酸钙。重复实验0.0和0.075 MPa的二氧化碳压力条件下分别与硫酸钙和氨反应在一个开放的系统记录数据表中。Table 1 data obtained from an open system CO2 Partial pressure (MPa) 0.0125 0.025 0.0375 CaSO4/g 86.18 86.18 86.19 H2O/mL 100 NH3·H2O (35%)/mL 38 Reaction time/min 6.18 5.38 4.78 3.2 过程动力学 称量86.12克或0.00克CaSO4 2·H2O和38毫升NH3·H2O和100毫升水闭反应二氧化碳(PCO2 = 0.025 pa)，同步记录pH值和温度数据记录表和表中。 CO2reaction with CaSO4·2H2O and NH3·H2O (Closed system) Time (s) pH Temperature (℃) pOH [OH-] / mol/L 0 11.34 28.1 2.66 2.19×10-3 20 10.45 29.0 3.55 2.82×10-4 40 10.18 30.2 3.82 1.51×10-4 60 10.04 31.8 3.96 1.10×10-4 80 9.90 33.6 4.10 7.94×10-5 100 9.76 34.1 4.24 5.75×10-5 120 9.62 35.4 4.38 4.17?0-50 140 9.48 36.5 4.52 3.02?0-50 160 9.37 37.2 4.63 2.34?0-50 180 9.27 38.0 4.73 1.86?0-50 200 9.16 38.5 4.84 1.45?0-50 220 9.09 39.0 4.91 1.23?0-50 240 8.94 39.0 5.06 8.71?0-60 260 8.82 39.2 5.18 6.61?0-60 280 8.72 39.4 5.28 5.25?0-60 300 8.63 39.5 5.37 4.27?0-60 320 8.55 39.4 5.45 3.55?0-60 340 8.49 39.0 5.51 3.09?0-60 360 8.41 39.0 5.59 2.57?0-60 380 8.32 38.9 5.68 2.09