基于变湿吸附的空气CO2捕集与植物利用的耦合研究（英文）

目的:探究季铵型聚合物CO2解吸附过程温度和CO2浓度等变量对解吸附热力学和动力学的影响;研究空气CO2捕集供给植物增产的耦合方法,降低空气CO2捕集与利用的能耗与成本。创新点:1.基于变湿吸附技术,探究了季铵型聚合物CO2解吸附过程的热力学及动力学特性;2.获得了CO2作为气肥供给植物增产的关键影响参数;3.建立并优化了空气CO2捕集与植物利用的耦合模型。方法:1.通过CO2吸附平衡与动力学实验,获得季铵型聚合物CO2解吸附的平衡常数和动力学常数的影响参数;2.通过植物CO2吸收实验,获得CO2供给植物增产过程中CO2浓度和光照强度对吸收速率的影响;3.通过理论推导,构建解吸附CO2浓度与吸附剂质量、温度以及吹扫气流量等的关系,获得空气CO2捕集与植物增产的耦合模型并计算CO2捕集的能耗与成本。结论:1.季铵型聚合物材料吸附CO2的平衡常数随温度的升高而降低;吸附、解吸附动力学常数随温度的升高而升高。2.CO2供给植物增产的最佳浓度和光照强度为1000 ppm和8000 lux。3.基于优化的空气捕集与植物利用的耦合算法,CO2的捕集能耗与成本分别为35.67 k J/mol和34.68 USD/t。