有机胺CO_(2)吸收液催化解吸研究进展

有机胺CO_(2)捕集技术由于高再生能耗限制了其大范围工业应用,而有机胺CO_(2)吸收液催化解吸技术可通过降低显热、汽化热和反应热,实现有机胺高效再生及高纯CO_(2)低温解吸。综述了有机胺CO_(2)吸收液催化解吸技术的研究进展,分析了有机胺CO_(2)吸收液解吸催化剂的特点与催化剂作用下有机胺CO_(2)吸收液催化解吸的机理,并对有机胺CO_(2)吸收液催化解吸技术的未来发展进行了展望。

ZSM-5分子筛的制备及其催化降解有机胺废水的条件优化

为了处理高浓度有机胺废水,分别用NaOH、Na_(2)CO_(3)和CH_(3)COONa溶液对ZSM-5分子筛进行碱处理,采用XRD、N_(2)吸附、ICP-AES和SEM对样品进行表征,考察了NaOH、Na_(2)CO_(3)和CH_(3)COONa对ZSM-5分子筛物化性质的影响.将不同碱溶液处理前后的ZSM-5负载Fe,进行高浓度有机胺废水的氧化降解.结果表明:与常规碱NaOH和Na_(2)CO_(3)相比,CH_(3)COONa溶液可以有效地引入介孔结构,并且CH_(3)COONa对ZSM-5分子筛的形貌和结构影响较小,成孔速率及深度更加容易控制.当CH_(3)COONa溶液浓度为4.0 mol·L^(-1)时,化学需氧量(CODCr)去除率最高可达86.4%.在此基础上,运用均匀设计法对有机胺废水催化降解的条件进行进一步优化,确定了最佳的有机胺废水处理条件:催化剂用量为40 g·L^(-1),反应温度为95℃,反应时间为150 min,溶液初始pH为5,H_(2)O_(2)用量为120 mL·L^(-1),此条件下CODCr去除率高达99.6%.

选择性催化氧化—催化还原耦合技术净化有机胺废气

采用自制的整体式蜂窝状Cu-Mn-Ce催化剂与FN-2型V-W/Ti脱硝催化剂级配组合,考察选择性催化氧化—催化还原耦合工艺对有机胺(乙醇胺和乙二胺等体积混合)废气的净化效果。实验结果表明:当体积空速10000 h^(-1)、有机胺质量浓度2000 mg/m^(3)、反应温度260℃时,在Cu-Mn-Ce催化剂的作用下,有机胺的非甲烷总烃转化率为96.4%,副产物中NH_(3)和NOx的选择性分别为13.67%和14.52%,二者的摩尔比接近于1;在催化氧化段体积空速6250 h^(-1)、催化还原段体积空速1000 h^(-1)、有机胺质量浓度1000 mg/m^(3)、反应温度260~280℃的条件下,经耦合工艺处理后,有机胺的非甲烷总烃转化率接近100%,反应器出口NH_(3)和N_(2)O未检出,NOx的选择性低于0.5%。

石灰回转窑真实烟气条件下有机胺法CO_(2)捕集试验

为推动有机胺法CO_(2)捕集工艺在钢铁行业的应用,在石灰石回转窑炉真实烟气条件下开展了有机胺法CO_(2)捕集侧线试验,考察了有机胺溶液质量分数、烟气流量、溶液喷淋量、吸收温度、油浴温度和再生压力等关键参数对捕集系统CO_(2)捕集性能的影响。结果表明,在最优试验条件(有机胺溶液质量分数为25.0%、烟气流量为20m^(3)/h、溶液喷淋量为70L/h、吸收温度为30℃、油浴温度为115℃以及再生压力为10kPa)下,捕集系统CO_(2)捕集率和解吸酸气量分别为94%和1.22m^(3)/h。在最优试验条件下进行的480h连续试验结果显示,捕集系统CO_(2)捕集率平均值为94%,解吸酸气量平均值为1.22m^(3)/h,CO_(2)捕集系统表现出良好的稳定性,证明有机胺法应用于石灰回转窑烟气CO_(2)捕集技术可行。

无有机胺醇水体系低硅铝比ZSM-5沸石的一步合成

研究了无有机胺醇水体系低硅铝比ZSM-5沸石的绿色合成方法。在无有机胺模板剂和不加晶种的醇水体系中,一步合成了形貌均一的小晶粒聚集体低硅铝比ZSM-5沸石,考察了合成体系中各配料的含量以及晶化温度对合成低硅铝比ZSM-5沸石的影响。利用XRD、FTIR、SEM、N_(2)吸附-脱附、^(27)Al MAS NMR和^(29)Si MAS NMR等方法对合成的ZSM-5沸石进行表征。实验结果表明,当n(Si)∶n(Al)=20,n(Na_(2)O)∶n(SiO_(2))=0.071,n(C_(2)H_(5)OH)∶n(SiO_(2))=1.77,晶化温度为160℃时,可合成具有高结晶度的纯相ZSM-5沸石。^(27)Al MAS NMR表征结果显示,合成的ZSM-5沸石主要含有骨架四配位铝,无非骨架铝。合成的ZSM-5沸石的比表面积和微孔孔体积分别为384 m^(2)/g和0.14 cm^(3)/g,总酸量达到789μmol/g,骨架n(Si)∶n(Al)=14.4。

有机胺类CO_(2)捕集吸收剂研究进展

综述了有机胺类化学吸收剂的研究进展、性能评价指标、不同吸收剂的CO_(2)捕集机理、存在问题以及有机胺类CO_(2)捕集吸收剂的发展趋势。为了实现1.5℃温控目标及“碳中和”愿景,二氧化碳捕集、利用与封存技术的研发和应用愈发受到关注。在众多碳捕集技术中,以有机胺类作为吸收剂的化学吸收法是研究最多、最为成熟的碳捕集技术,已在电力、水泥、化工等行业建成多项示范工程,有望实现电力和工业部门大规模CO_(2)减排。

用于沼气纯化的有机胺溶液吸收法研究进展

有机胺溶液吸收法作为一项成熟的碳捕集技术,具有CO_(2)吸收速率快、选择性高及再生效果好等诸多优点,在沼气纯化领域具有重要的研究意义和应用价值,但也存在再生能耗高、易于挥发、易于降解和一些环境风险问题.不同类型的胺所表现出的沼气纯化效果不同,其中伯胺和仲胺的CO_(2)吸收速率较快,但再生所需的能耗较大,叔胺和空间位阻胺的CO_(2)吸收速率较慢,但再生能耗较低.本文从有机胺吸收法的工艺流程、反应机理、可操控变量、存在的问题及其应用现状等方面系统地回顾了有机胺吸收法在沼气纯化领域的研究进展,提出了相应的研究思路和建议,为继续推动有机胺吸收法在沼气纯化领域的应用提供指导.研究结果表明,适当提升有机胺的浓度可以明显提高CO_(2)的吸收效率,且混合胺溶液有利于改善单胺溶液沼气纯化过程中经济性较低的问题.此外,相比于传统的干法吸收法,有机胺溶液吸收法在CO_(2)捕集过程中的能耗会增加30%以上,这意味着有机胺溶液吸收法相对于干法吸收法需要更多的能源投入.

核电厂二回路系统有机胺应用研究

降低核电厂二回路系统设备管道腐蚀和减少腐蚀产物进入蒸汽发生器,对维持二回路安全运行和蒸汽发生器可靠性具有重要意义。运行核电厂二回路设备管道的金属腐蚀程度主要取决于其所在部位运行温度下的p H值即p Ht值,以提高二回路系统所有部位p Ht值为目标,分析主要有机胺吗啉、乙醇胺、3-甲氧基丙胺、二甲胺等及其组合的性能特征,并结合这些有机胺的应用经验,探讨了主要有机胺及其组合的应用原则。对目前国内二回路有机胺的应用现状提出了改进建议:选择有机胺或其组合时应计算二回路各部位的p Ht值是否满足设备管道防腐要求,同时评估对系统树脂床运行时间的影响;碱性较强挥发性低的乙醇胺适用于二回路腐蚀产物主要来自高温疏水且凝结水精处理需要连续运行的电厂,3-甲氧基丙胺则因其碱性强挥发性适中使用范围较为广泛,吗啉因碱性较弱挥发性适中适用于凝结水精处理非连续运行的电厂,二甲胺和氨因其挥发性高适合和其他碱化剂组合使用,碱化剂组合使用可以在设备管道防腐和树脂床运行周期方面体现出更多的优势。

催化湿式氧化处理含模板剂有机胺废水

采用催化湿式氧化法处理含有机胺高化学需氧量(COD)废水。考察了催化剂类型和反应温度对废水处理效果的影响。结果表明:以贵金属为催化剂时,COD降幅最高,达到96%;当反应温度为270℃时,能耗较低,尾气中氧气体积分数约为13.1%,COD降幅约为96%,处理效果较佳。采用贵金属催化剂,在温度为270℃、压力为7.6 MPa的最优条件下,催化湿式氧化设备连续运行140 h,产水COD的平均降幅在96%以上。同时进行设备材料腐蚀试验和加速氧化小型试验,通过调整反应原水的pH,解决了设备腐蚀问题。从处理效果和运行成本综合考虑,催化湿式氧化法处理含有机胺高COD废水具有一定竞争力。

酰胺类高分子有机胺热分解及脱硝性能研究

以3种不同结构的酰胺类高分子有机胺[非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)、聚琥珀酰亚胺(PSI)和聚天冬氨酸钾(PASP-K)]为脱硝剂,通过热失重和程序升温质谱研究其热分解过程,并考察其高温脱硝性能。结果表明,三者热稳定大小依次为PSI>PASP-K>NPAM。3种高分子有机胺脱硝性能由大到小顺序为PASP-K>NPAM>PSI,这与3种有机胺分解产生氨的速率和量有关;PASP-K有较好的热稳定性和较多的分解氨量,脱硝效果最好。因此适宜的高分子脱硝剂应有较高的分解氨量和适宜的分解速率。

南大洋大气有机胺分布及来源特征研究

依托中国第36次南极科学考察,利用船载走航气溶胶及气体组分在线分析仪对南大洋大气中气态和颗粒态有机胺进行了在线观测。获得了南大洋开阔海域及普里兹湾大气中高分辨气态和颗粒态有机胺的组成及分布,并对其来源特征进行了分析。结果表明:南大洋大气有机胺以气态三甲胺(TMA)和二甲胺(DMA)为主要存在形态,其均值分别为(104.0±285.2)、(3.5±6.0)ng/m^(3)。普里兹湾大气中有机胺的平均浓度显著高于南大洋开阔海域,气态TMA和DMA均值分别达到(289.0±396.6)、(5.6±16.1)ng/m^(3)。南大洋大气中气态TMA、DMA和氨气(NH_(3))在不同区域内均具有良好的线性关系,表明三者具有同源性。从来源分析,南大洋大气有机胺主要受到海洋生物活动的影响,但在海冰边缘区及南极近岸海域,企鹅等动物的生物活动会导致大气中有机胺的浓度显著升高。

有机胺促进大气气溶胶成核机理研究进展

新粒子生成是大气气溶胶和云凝结核的重要来源,影响着全球气候变化、空气质量、生态系统以及人类健康。然而目前对新粒子生成机制的研究和认识仍存在一定的局限性,特别是对可能参与并促进成核的关键前体物种的认识还非常有限。大气中有机胺的种类丰富,结构复杂,是常见的有机碱,具有独特的酸碱中和能力,一直以来备受关注。鉴于有机胺对新粒子生成具有非常重要的作用,从实验室模拟、外场观测和模型计算三个角度综述了有机胺促进新粒子生成机制方面的研究。实验室和外场观测研究均证实了硫酸-有机胺分子簇的存在,且同等浓度下有机胺对大气成核的促进作用高于氨;而模型计算也表明了有机胺更容易和硫酸发生酸碱反应形成更为稳定的氢键分子簇,从而降低成核能垒,促进新粒子生成。最后,对新粒子生成的研究前景进行了展望。

CO_(2)捕集中有机胺吸收剂的金属腐蚀研究进展

通过溶剂法进行CO_(2)捕集具有技术成熟、成本低的优点,被广泛使用。有机胺作为常用的吸收剂,具有吸收速率快、吸收容量大等优点,但是由于有机胺与CO_(2)发生化学反应后,溶液具有腐蚀性,导致设备管线被腐蚀。综述了有机胺溶液的腐蚀机理,其中氢化胺离子、碳酸氢根离子以及水分子是主要的氧化剂,为腐蚀的发生提供条件。探讨了有机胺溶液的种类和浓度、CO_(2)负载量、温度、O_(2)含量以及降解产物等因素对溶液腐蚀性的影响,其中CO_(2)负载量和温度是影响溶液腐蚀性的主要因素。归纳了采用无机和有机类缓蚀剂、调节溶液pH值和使用不锈钢材料等缓蚀方法,针对胺溶液的有机类缓蚀剂更值得关注。提出了未来缓蚀技术的发展方向,需开发新型缓蚀剂并与耐腐蚀材料相结合,可为深入研究及解决有机胺溶液的腐蚀问题提供参考。

顶空-气相色谱质谱法测定地表水中5种有机胺类物质

建立了顶空-气相色谱质谱法同时测定地表水中5种有机胺类物质的分析方法,并对顶空体系参数进行了优化。5种有机胺类物质在0.10~50.0mg·L^(-1)浓度范围内线性良好,3种浓度水样的平均加标回收率为88.0%~104.5%,6次测试结果相对标准偏差均小于5%。本方法操作简便,检出限低,准确度和精密度良好,可满足地表水、地下水等水体中有机胺类物质的检测要求。

高氯酸钡滴定法直接测定脱硫有机胺中的硫酸根含量

建立了以吐啉为指示剂,加入一定量的水和异丙醇,使有机胺与异丙醇完全溶解,且保证溶液中异丙醇的浓度为80%,控制溶液pH在3.5~4.0之间,用高氯酸钡直接滴定法测定有机胺中硫酸根含量的方法。该方法操作简单,分析速度快,受有机胺中溶解的二氧化硫及亚硫酸根的干扰小。用该方法测得硫酸根的结果与重量法及离子色谱法测得值相符,方法相对标准偏差在0.84%~1.03%之间,加标回收率在95.8%~101.0%之间,测定范围为5.0%~15.0%。能较好的应用于脱硫有机胺中硫酸根含量的测定。

有机胺吸收与解吸CO_(2)的变化过程分析研究

随着化石燃料的频繁使用,CO_(2)浓度持续增长。为研究有机胺吸收和解吸CO_(2)的变化过程,以有机胺羟乙基乙二胺和四乙烯五胺为研究对象,以介孔分子筛材料为吸收剂,通过控制不同胺负载量来研究有机胺对CO_(2)的吸收变化过程。采用吸附动力学Avrami模型,对不同温度下的CO_(2)解吸过程进行分析。结果表明,通过有机胺吸附剂的表征分析验证了实验的可行性。当胺负载量为30%的羟乙基乙二胺时,吸附剂的吸收效率最高。温度为110℃时,吸附剂在12 min就完成了大部分CO_(2)的解吸,解吸效率最高。

有机胺吸附解析工艺运营与管理

近年来,有机胺吸附解析工艺越来越广泛地应用于冶炼领域含酸性气体尾气处理过程,该种工艺对工艺生产管控要求较高。当工艺管理不当时,极易产生工艺生产事故造成经济损失。文章基于生产实际针对有机胺吸附解析SO2工艺运营与管理过程,系统性地分析了有机胺吸附解析工艺及APU树脂吸附除杂工艺风险点及产生机理。通过试验、数理分析方法优化了该工艺控制参数,提升了该工艺操作安全性和稳定性。

铅冶炼厂有机胺脱硫烟气处理工艺优化改造

某铅冶炼厂烟气处理系统具有一定的不稳定性,二氧化硫、氮氧化物排放达不到环保要求。本文介绍了原烟气处理工艺有机胺脱硫技术的基本情况,对当前工艺存在的问题进行探讨,并提出了改进措施,包括调整脱硫烟气及胺液走向、增加臭氧脱硝系统,确保环保设施与生产能力相适应,并对改造后的烟气处理工艺从胺液选择、烟气净化、胺液脱盐、烟气温度等方面进行优化。烟气处理系统改造优化后,二氧化硫、氮氧化物均稳定达标。

傅里叶红外光谱仪中高饱和蒸气压有机胺体积分数标定方法

基于有机胺吸收剂的化学吸收法能够有效捕集船舶烟气中的CO_(2),但吸收剂降解失效、挥发泄漏会造成严重的环境问题。虽然傅里叶红外光谱仪能够实时监测挥发的有机胺体积分数,但受限于高饱和蒸气压有机胺类蒸气难标定问题,对胺类体积分数的实际监测精度较低。对此,设计两种傅里叶红外光谱仪中高饱和蒸气压有机胺蒸气体积分数标定方法,分别为固定比例校准算法和基于循环神经网络的序列映射法。结果表明,相较于固定比例法,基于循环神经网络的非线性序列映射法能够实现更好的校准性能,平均绝对误差下降了81.57%,均方误差下降了70.05%,可有效反映船舶碳捕集与封存(carbon capture and storage,CCS)系统对大气环境的影响。

有机胺对镁合金阳极氧化的影响

以NH4H2PO4、NaF和NaOH组成基础电解液,采用有机胺作为抑弧剂,对AZ91D镁合金高压阳极氧化过程进行了研究。结果表明:有机胺对镁合金的阳极氧化有着显著的抑弧效应,可使镁合金的阳极火花放电电压提高50～80V。在抑制阳极发生弧光放电的状态下,镁合金表面可以沉积一层致密、具有较高硬度和优良耐蚀性能的氧化膜层。分析了有机胺对氧化膜层性能和表面形貌的影响以及不同有机胺在镁合金阳极氧化过程中的抑弧能力,并初步探讨了有机胺在镁合金阳极氧化过程中的抑弧机理。