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研究生:黃智群
研究生(外文):Chin-chun Huang
論文名稱:不產生CO2的氧化物(FeO)之還原技術
論文名稱(外文):Reducing of FeO to Fe by CO with a Loop Reaction of(1) CO2 + C → 2CO (2) 2CO + 2FeO → 2Fe + 2CO2
指導教授:黃燕清黃燕清引用關係
指導教授(外文):Yen-Ching Huang
學位類別:碩士
校院名稱:明道大學
系所名稱:材料科學與工程學系碩士班
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:121
中文關鍵詞:氧化物二氧化碳一氧化碳還原
外文關鍵詞:COFeOreducingCO2
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近年由於地球暖化問題已受到世界各國重視,1997 年聯合國會員在日本簽定「京都議定書」,規定2000 年時各國二氧化碳排用量需回減至1999 年水準,使得傳統石油、火力發電方式等受到限制;而核能發電又因核廢料處理問題易受到環保人士詬病,致使世界各國紛紛設法以潔淨的新能源來取代傳統發電方式,以減輕因發電產生之污染問題。但大家都著重於再生能源的開發研究,卻極少有人談到溫室氣體的再生利用,所以發展再生能源的同時,也應討論溫室氣體的有效利用。本研究針對氧化物(FeO)之還原技術系統,去除CO2,其優點為無生產CO2。根據『Boudourd Equilibrium圖』,在溫度500 ℃~1000 ℃時,將會發生CO2+C→2CO 的反應,CO成份將增加,CO2於更高的溫度時將化合成CO。最後跟氧化物(FeO)反應,產生Fe及CO2,再將CO2循環再利用,將所產生的CO及CO2氣體以GC氣體分析儀分析,CO2和CO氣體為本技術所必須的成份,可用來改善高成份(FeO),還原反應可靠時間和溫度來做調整,CO及CO2的分離技術是一個最根本的技術,應該進一步的開發研究。
The global warming issue has been drawing world attention in recently. The United Nations membership in Japan signed "Kyoto Protocol" in 1997 that all countries in 2000 the amount of CO2 need to draw back to the 1999 standard. Traditional oil and thermal power generation method has been restricted, and nuclear power generation because of nuclear waste deals with the issue of environmental protection are vulnerable to criticism, resulting in countries around the world seek to a clean new energy sources to replace traditional power generation methods, in order to reduce the pollution generated by power problems. Almost of all are focusing on the development of renewable energy research. So, the development of renewable energy is at the main while. However, very few people talked about the recycling of greenhouse gases. We should be also discussing the effective use of those gases.
The purpose of this study is oxide (FeO) reduction by CO technology systems, in order to decreasing of CO2 producing.
According to 『Boudourd Equilibrium』, CO2 at the temperature higher up to 500~1000℃ with C, will be takeing place the reaction of CO2+C→2CO. CO2 will be reduced to form CO
Finally reaction with the oxide (FeO),will be generating Fe and CO2.Then CO2 could be to use again as recycling. The CO and CO2 gases will be analysis by [GC] to determine the state of reaction. The highest rate for reducing of FeO,can be found by adjusting of temperature and time at a normal pressure. The technique of separation of CO2 and CO gases is an essential technique and it should be developed for further studying.
目錄
誌謝 I
摘要 III
Abstract IV
圖目錄 IX
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1-1 計晝緣起 1
1-1-1 「京都議定書」的涵義 2
1-1-2 「京都議定書」有什麼意義? 4
1-2 研究方法 6
第二章 文獻探討 12
2-1 溫室氣體的來源、特性及對環境的影響 12
2-1-1 二氧化碳的來源、特性 12
2-1-2 一氧化碳的來源、特性 13
2-1-3 溫室效應及對地球環境的影響 16
2-2 二氧化碳直接減量方式 25
2-2-1 立即處理策略 25
2-2-2 以海洋儲存及地下封存方式進行二氧化碳的儲存技術 26
2-3 傳統高爐煉鐵法 30
2-4 熔融還原煉鐵法 31
2-4-1 熔融還原煉鐵爐中FeO 32
2-4-2 碳還原法 33
2-5 反應理論 35
2-5-1 氧化物還原反應原理 36
2-5-2 碳的氣化反應 40
2-5-3 金屬氧化物還原反應的熱力學解釋 42
2-6 前人以化學方法處理二氧化碳技術 47
2-6-1 水熱合成法及前人研究 47
2-6-2 利用氨水吸收二氧化碳之反應 48
2-6-3 利用變壓吸附法回收二氧化碳之研究 48
2-6-4 生物性處理二氧化碳技術 49
2-7 前人研究還原氧化物技術 49
第三章 研究設備與實驗步驟 52
3-1 實驗設備 52
3-1-1 設備部份 52
3-1-3 分析儀器 53
3-2 分析儀器介紹 55
3-2-1 氣相層析儀 55
3-2-2 儀器主要系統 56
3-2-3 掃描式電子顯微鏡(SEM) 58
3-2-4 繞射分析儀(XRD) 60
3-3 實驗方法與步驟 61
3-3-1 實驗規劃 61
3-3-2 實驗程序與操作條件 65
3-3-3 實驗前的檢查及預備工作 67
3-3-4 實驗步驟 69
第四章 結果與討論 73
4-1 煤的生成與成份 73
4-2 溫度、流量及時間對CO2轉換過程之影響 74
4-2-1 溫度對CO2轉換過程之影響 74
4-2-2 流量、時間對CO2轉換過程之影響 75
4-3 利用CO還原FeO過程之影響 80
4-3-1 不同溫度、時間及流量下CO還原FeO的影響 80
4-4 利用CO2及木炭反應還原FeO過程之影響 85
4-4-1 連續還原反應實驗結果 85
4-5 SEM,XRD分析結果 89
4-5-1 SEM分析結果 89
4-5-2 XRD分析結果 94
第五章 結論與未來展望 99
5-1 結論 99
5-2 未來展望 100
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