煤炭学报

作者：秦雷, 吝思恒, 林海飞, 李树刚, 刘鹏飞, 母淼,

关键词：CO₂封存, 碳捕集、利用与封存(CCUS), 多煤阶粉煤灰, 直接矿化, 矿化条件优化, 固碳性能表征,

不同煤种粉煤灰粒径分布与化学成分直接影响矿化反应固碳性能，研究矿化反应CO2吸收特性是评估粉煤灰固碳潜力的关键。 以中国石家庄多座燃煤电厂粉煤灰为研究对象，通过压降法与热重分析法综合表征矿化反应CO2吸收特性及固碳性能。试验结果表明，矿化反应压力增大、温度升高均可有效提升粉煤灰矿化固碳性能。当矿化反应初始压力从1.0 MPa增至2.0 MPa时，不同煤种粉煤灰CO2吸收量平均增大7.18 g/kg。当矿化反应温度从40 ℃升至60 ℃时，不同煤种粉煤灰CO2吸收量平均增大4.28 g/kg。对于2种粉煤灰矿化反应固碳性能表征方法，相比热重分析法，压降法会造成CO2非矿化吸收，导致矿化固碳性能计算结果偏高。不同煤种粉煤灰中，较小粒度粉煤灰具有更高比表面积，可促进CO2与活性物质接触反应，增强矿化固碳性能。不同煤种粉煤灰矿化反应CO2吸收量与Ca元素质量分数正相关，与S元素质量分数负相关。高Ca粉煤灰因具有更多反应原料，矿化固碳性能较强。粉煤灰中硫元素以硫酸盐形式存在，与Ca竞争反应抑制碳酸盐生成，降低矿化固碳性能。对于选取的不同煤种粉煤灰样品，安华能热电厂粉煤灰(AH)具有稳定CO2吸收量和矿化固碳效率；华电热电厂粉煤灰(HD)具有较高CO2吸收能力；西柏坡热电厂粉煤灰(XB)具有较高且稳定CO2吸收量及矿化固碳效率，在3个样品中矿化反应固碳潜力最高。

来源：2025年第9期

《煤炭学报》期刊编辑部

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