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Development of waste slag conversion process based on chemical methodology and its applications in CO2 capture and utilization

基于化学方法的废渣转化工艺开发及其在CO2捕获和利用中的应用

基本信息

批准号：
21K05147
负责人：
桑原泰隆
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、鉄鋼プロセスで大量に副生する鉄鋼スラグを原料としてCO2吸着能を有する酸化物ナノ多孔体を製造するための化学変換プロセスを開発した。ギ酸や酢酸などの有機酸を用いて高炉スラグを溶解し、逐次的な析出プロセスを経ることで、ほぼ100%のリサイクル効率で酸化カルシウム(CaO)-メソポーラスシリカ複合体へと変換することに成功した。合成した酸化物ナノ多孔体は、含まれるCaOの化学的特性に基づいて、吸着温度700℃において二酸化炭素(CO2)を繰り返し吸脱着可能であることを見出した。また、Fe含有量が多く、利用用途の限定的な転炉スラグや脱リンスラグに対しても本変換プロセスを適用し、高いリサイクル効率でCaO-FeOx-SiO2複合体へと変換できること、およびこれらが優れたCO2吸着特性を有することを確認した。酸化物ナノ多孔体形成過程や、用いる溶解酸の種類が複合体の構造・CO2吸着性能に与える影響についても、詳細な構造分析により明らかにした。さらに、スラグから合成したCaO-メソポーラスシリカ複合体にNi触媒を担持して、メタンのドライリフォーミング反応に応用したところ、他の酸化物担持Ni触媒に比べ優れた触媒活性および安定性を示し、スラグから合成した酸化物ナノ多孔体が有用な触媒担体として利用できることを示した。開発した化学変換プロセスは現在鉄鋼産業が直面している『廃スラグの有効利用』と『CO2排出量の削減』という 2つの重要な問題に貢献する技術として更なる展開が期待できる。

In this study, a large amount of by-products of iron and steel pipes and raw materials of iron and steel pipes were used to absorb CO2. It is possible to produce a chemical reagent with a sulfuric acid compound and a porous body. The organic acid is dissolved in the スラグを using the いて blast furnace, and the な precipitate is gradually separated, and the ほぼ100% The efficiency of のリサイクルでAcidified カルシウム(CaO)-メソポーラスシリカ complex was successfully replaced by することにした. Synthetic acid compound Naporous body, Chemical properties of CaO-containing CaO base, Adsorption temperature 7 00℃, the carbon dioxide carbonate (CO2) can be absorbed and detached, and it can be absorbed and detached.また, Fe content is not high, and the use purpose is limited, the な転拉炰やリンスラグに対しても本変changeプロセスをapplicableし、高いリサイクルThe efficiency of the CaO-FeOx-SiO2 composite is improved, and the CO2 adsorption characteristics of the high-efficiency CaO-FeOx-SiO2 composite are confirmed. The formation process of the porous body of the acid compound, the type of acid dissolved in the acid, the structure of the complex, the CO2 adsorption performance and the influence of the acid, the detailed structure analysis of the structure.さらに、スラグから Synthetic CaO-メソポーラスシリカ Complex Ni Catalystして、メタンのドライリフォーミングcounter-応に応用したところ、his acid The compound holds the Ni catalyst, which is superior to the catalyst activity, stability and stability, and combined with the Ni catalyst. It can be used as a useful catalyst carrier and as a porous acid compound. The iron and steel industry is now facing the challenge of chemical transformation and effective utilization of CO2 emissions. 2. Important issues, contributions, technology, and development are expected to be updated.