碳酸酐酶和超聲波耦合強化固體廢棄物碳酸化固定CO2的試驗研究.pdf

1、由溫室氣體CO2等所導(dǎo)致的溫室效應(yīng)已引起國際社會的廣泛關(guān)注，其中75％的CO2來源于化石燃料的燃燒，燃煤電廠是排放主體，由于電廠煙氣流量大，排放壓力接近常壓，CO2體積分數(shù)低；因此；控制燃煤電廠二氧化碳排放是減緩全球變暖的重要措施。鈣基固體廢棄物碳酸化固定CO2可實現(xiàn)CO2的永久封存，并可實現(xiàn)CO2原位固定，但苛刻的反應(yīng)條件、過慢的反應(yīng)速率是困擾該技術(shù)發(fā)展的瓶頸。
　　本文提出采用超聲波與碳酸酐酶耦合技術(shù)強化CO2碳酸化固定過程；

2、首先對超聲波作用下的鈣離子浸出及其碳酸化反應(yīng)特性進行了試驗研究，并與攪拌浸出過程進行了對比，考察了浸出條件的影響及其碳酸化反應(yīng)過程中溶液pH值與電導(dǎo)率的變化特性，對碳酸化反應(yīng)產(chǎn)物進行了XRD、SEM和TGA分析。結(jié)果表明，超聲波可有效促進鈣離子從鈣基固體廢棄物中浸出，其促進效果與固體廢棄物種類、浸出時間、超聲波功率、浸取劑pH值、漿液存放量和固體廢棄物粒度等有關(guān)，鋼渣和電石渣的鈣離子浸出率和超聲波強化效果都較其他固體廢棄物高；鈣離子浸出

3、濃度隨超聲波功率的增強而增大；浸取劑pH值越低，浸出濃度越高；固體廢棄物粒度越粗，超聲波作用越明顯。超聲波對碳酸化反應(yīng)也有強化效果，與機械攪拌相比，在超聲波作用下碳酸化反應(yīng)程度更高，固碳率提高42.9％。
　　本文以聚酯80為載體制備了可催化促進CO2水合反應(yīng)的固定化碳酸酐酶，獲得了固定碳酸酐酶的最優(yōu)制備條件，并比較了固定化碳酸酐酶和游離態(tài)酶的酶學(xué)性能；然后將固定化碳酸酐酶作為吸收塔的填料，考察了固定化酶催化吸收CO2的性能。結(jié)果

4、表明：碳酸酐酶的最優(yōu)固定條件為：固定過程中緩沖Tris溶液的pH值為7.5，固定化反應(yīng)時間為24h，反應(yīng)溫度為35℃，加酶量為1mL酶液(0.1mg/mL)/g聚酯80載體。碳酸酐酶經(jīng)固定化后，最適反應(yīng)溫度為25℃，比游離態(tài)酶低了5℃，最適反應(yīng)pH值為8.0，比游離態(tài)酶提高近一個pH值單位，并且固定化酶的pH值穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、操作穩(wěn)定性和貯藏穩(wěn)定性都得到了較大程度提高。固定化碳酸酐酶作為填料催化吸收CO2過程中，吸收效率隨著進口CO2