MDEA基相变吸收剂筛选及其CO_(2)捕集性能

为了达到快速筛选相变吸收剂的目的,基于汉森溶解度参数理论,以N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂,有机溶剂为分相促进剂,水为溶剂,快速筛选出一种新型相变吸收剂——MDEA/聚乙二醇二甲醚(NHD)/H2O。热重分析(TGA)测试了相变吸收剂的热稳定性,CO_(2)吸收、解吸试验探究了相变吸收剂的CO_(2)吸收性能、解吸性能及循环再生能力。1 HNMR测试了相变前后物质的分布情况。结果表明,MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂相比质量分数30%乙醇胺(MEA)吸收剂及文献已报道的MDEA/正丁醇/H_(2)O相变吸收剂具有最高的热稳定性。NHD作为分相促进剂的同时可促进CO_(2)在相变吸收剂中的溶解,MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂发生液-液分相需要NHD和H_(2)O同时存在。25℃时,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂具有最高CO_(2)吸收容量为1.0695 mol/L。所开发的相变吸收剂可将送至解吸单元的解吸液体积降至42%。在解吸温度90℃时,CO_(2)解吸效率达98.96%。在25℃下吸收,90℃下热解吸,经10次吸收、解吸循环再生试验,质量比为3∶5∶2的MDEA/NHD/H_(2)O相变吸收剂的CO_(2)总循环容量为9.2604 mol/L,相比于质量分数30%MEA吸收剂、30%MDEA吸收剂及MDEA/正丁醇/H_(2)O相变吸收剂具有最高的CO_(2)循环能力。^(1)HNMR测试结果表明该相变吸收剂的上液相主要成分为NHD,为贫液相。下液相主要成分为MDEA和MDEAH^(+),为富液相。

二氧化碳捕集固体吸附剂和液体吸收剂研究进展

对比分析了固体吸附法、溶剂吸收法及膜分离法等CO_(2)捕集技术,其中固体吸附和液体吸收法应用较广,针对CO_(2)吸附分离机理,综述了CO_(2)捕集技术中固体吸附法和液体吸收法的主要进展,包括分子筛、金属有机框架(MOFs)等固体吸附剂及有机胺、碳酸盐溶液、离子液体等液体吸收剂的捕集机理和优缺点,并对CO_(2)捕集技术的未来发展方向进行展望,以期为CO_(2)捕集技术的研究和应用提供参考。

二氧化碳氨水吸收容量测量装置研制

大气污染对人体健康造成了很大的影响〔1-2〕,以煤为主要燃料的北方城市,在目前尚不能完全改用其他燃料的情况下,必须加强消烟除尘措施,化学吸收法是目前应用较广的消除烟尘措施,是目前最有效的捕集CO2技术〔3〕,吸收剂的选择是影响脱除率的一个重要因素。

钙基CO_2吸收剂的循环特性

对钙基CO2吸收剂的循环特性进行了实验研究,考察了煅烧温度和碳酸化(吸收)温度对吸收剂最大转化率的影响,比较了常压煅烧-碳酸化(CC)过程和煅烧-水合-碳酸化(CHC)过程中吸收剂的最大吸收能力,并就添加剂对吸收剂循环性能的影响进行了实验研究.结果表明,随着循环次数的增加,吸收剂的吸收能力明显下降,未经处理的吸收剂,循环10次后,其吸收能力基本都下降到20%左右;温和的煅烧温度和较高的吸收温度下,吸收剂的最大转化率比较高;CC过程中吸收剂的最大转化率明显低于CHC过程;添加了氯化钠和碳酸钠的吸收剂的吸收能力急剧下降,但循环性能稳定;多次循环后对吸收剂进行再活化,可使其活性恢复到初始的95%.

半胱氨酸亚铁溶液吸收一氧化氮的研究

在鼓泡吸收瓶中,对半胱氨酸亚铁[Fe2+(CyS-)2]溶液络合吸收一氧化氮(NO)进行了研究.考察了不同[Fe2+]和[CySH]的配比、pH值、模拟烟气中的氧含量、SO32-浓度等对NO吸收的影响.结果表明,Fe2+:CySH=1:4配比的溶液能达到较大的吸收容量.Fe2+(CyS-)2吸收剂在pH=8条件下的吸收效果明显优于偏酸条件下的效果.当氧气含量达到5.5%时,NO的吸收容量约下降48%.当SO32/Fe2+(CyS-)2为1时吸收剂的吸收容量约为不含SO32-的溶液的1.5倍.模拟烟气中氧气含量越高,SO32-对NO吸收容量的影响越明显.相同浓度的亚铁络合吸收剂,Fe2+(CyS-)2的NO吸收容量略高于常用吸收剂Fe2+(EDTA2-),并且Fe2+(CyS-)2的抗氧化性能优于Fe2+(EDTA2-).

氧化镁强化浓海水吸收低浓度二氧化硫的实验研究

研究了添加氧化镁强化后浓海水对低浓度二氧化硫的吸收效果。利用鼓泡吸收装置考察了不同氧化镁投加量、气体流速和吸收液温度对二氧化硫吸收效果的影响。结果表明，氧化镁可以极大地提高吸收液的脱硫效率。在室温，氧化镁投加量为0．5g／L时，吸收体系对二氧化硫的吸收效果最好，吸收容量达到1901．38mg／L，是普通海水脱硫和未加添加剂的3～6倍。

离子液体吸收CO_2的研究进展

CO2的捕集、分离与利用已成为人类共同关心的重要课题。工业上,通常使用传统的有机胺水溶液或热钾碱溶液等脱除CO2。有机胺具有蒸气压,易产生挥发性有机物(VOCs)对环境造成污染;热钾碱溶液等脱除CO2需要较高操作温度因而能耗较高,生产过程经济性有待改善。离子液体具有几乎无蒸气压、热稳定性、结构可设计性等独特优点,在CO2分离领域的巨大应用潜力已成共识。本文结合课题组近期的研究工作,就国内外离子液体吸收CO2的主要研究成果进行综述。

CO_2混合胺吸收剂的研究进展

综述了近年来醇胺、烯胺两类混合胺吸收剂的研究进展,研究结果显示较为突出的混合胺吸收剂包括MEA+AMP、MEA+MDEA及MDEA+PZ复合溶液;混合胺吸收剂是未来脱碳剂的研究热点,而离子液体作活化剂为混合胺吸收剂的研究提供了新的思路。

有机胺配伍剂对SO_2吸收剂吸收效果的影响研究

通过考察吸收塔尾气的SO_2排放量、吸收剂的吸收率和吸收容量等3个因素的变化,研究亚硫酸钠循环法中加入有机胺配伍剂后,对湿法烟气脱硫中SO_2吸收剂吸收效果的影响。试验结果表明:在常规SO_2吸收剂中加入有机胺作为配伍剂后,减缓了吸收剂pH值降低的速率,降低了排放浓度,提高了吸收液对SO_2的吸收率,并且极大地提高了吸收剂对SO_2的吸收容量,显著地提升了整个体系对SO_2的吸收效果。同时表明,有机胺配伍剂增大了可再生吸收剂pH值的调控范围,也为进一步优化操作条件、提高净化度,并且适应更加苛刻的排放标准提供了更好的依据。

乙二胺/二甲基亚砜复合吸收剂脱除SO_2的实验研究

以有机胺(乙二胺/二甲基亚砜)溶液作为吸收剂,磷酸作为pH调节剂,在带磁力搅拌的鼓泡吸收装置中,进行了模拟烟气脱硫的实验研究。以改善乙二胺吸收体系的再生性能为目标,考察了乙二胺和二甲基亚砜以不同体积复配组成的复合吸收剂的吸收和再生性能。结果表明:在总胺浓度相当的情况下,复配吸收剂的吸收容量随着吸收剂中乙二胺浓度的下降而减少;复配吸收剂的解吸率则随着乙二胺浓度的降低而增大;吸收剂的有效吸收容量则是先增大后减小。当乙二胺和二甲基亚砜比为3/2(体积比)时的吸收体系较优,SO2的首次解吸率从单一乙二胺吸收体系的35.5%提高到88.1%,有效吸收容量从6.81 g/L提高到12.3 g/L。

有机胺配伍剂对SO2吸收剂吸收效果的影响研究

通过考察吸收塔尾气的SO2排放量、吸收剂的吸收率和吸收容量等3个因素的变化，研究亚硫酸钠循环法中加入有机胺配伍剂后，对湿法烟气脱硫中SO2吸收剂吸收效果的影响。试验结果表明：在常规SO2吸收剂中加入有机胺作为配伍剂后，减缓了吸收剂pH值降低的速率，降低了排放浓度，提高了吸收液对SO2的吸收率，并且极大地提高了吸收剂对SO2的吸收容量，显著地提升了整个体系对SO2的吸收效果。同时表明，有机胺配伍剂增大了可再生吸收剂pH值的调控范围，也为进一步优化操作条件、提高净化度，并且适应更加苛刻的排放标准提供了更好的依据。

羟基吡啶型离子液体及其复配体系对CO_2的吸收性能研究

合成并考察了羟基吡啶型离子液体(IL)与1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)进行复配对二氧化碳(CO_2)的吸收性能。研究结果表明,由四丁基氢氧化磷([P4444][OH])与3-羟基吡啶(3-Hp)制得的羟基吡啶型IL[3-羟基吡啶四丁基磷盐([P4444][3-Op])]有较好的吸收性能,吸收容量达到1.06mol CO_2/mol IL,DBU与[P4444][3-Op]复配后的[P4444][3-Op]/DBU对CO_2的吸收容量可达到1.2mol CO_2/mol IL,采用复配方式能有效提高羟基吡啶型IL的吸收容量。

MDEA溶液吸收烟气中CO_2的实验研究

在N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液吸收CO2反应机理的指导下,探讨了MDEA溶液浓度、反应温度和进气总流量对工业烟气中CO2吸收速率及吸收容量的影响。结果表明,当醇胺溶液浓度为0.03 mol/L,进气总流量为46.6 mL/min,温度为22℃时,吸收效果最佳,可达最大吸收速率0.43 mmol/s,吸收容量为16.05 mmol/mL,为动态法吸收CO2提供一定理论依据。

电解池对SO_2吸收特性及其对库仑测硫结果的影响

以库仑测硫仪电解池对SO_2吸收特性为研究目标,探索SO_2浓度、搅拌速度、电解池溶板和电解液量对电解池吸收SO_2特性的影响。研究发现:煤样在测硫仪中燃烧SO_2释放浓度峰值在100×10^(-6)~2 000×10^(-6),硫含量越高,S02浓度越高;将SO_2标准气体和煤样燃烧产生的SO_2烟气通入电解池中,均出现饱和溢出现象;计算表明,电解池对SO_2吸收容量是恒定的,与通入的S02浓度无关。对于正常工作的电解池,中低浓度S02标准气体、中低硫煤样释放的SO_2气体均无溢出现象,而高浓度SO_2标准气体、高硫煤样均出现溢出现象,较好地解释了高硫煤测定结果偏低的机理;提高搅拌速度和增加溶板数量不能提高电解池SO_2吸收容量,而提高电解液体积、降低称样量和优化电解电路可进一步提高库仑测硫结果的准确性。

氨法烟气脱硫中(NH_4)_2SO_3溶液吸收NO的研究

选用(NH_4)_2SO_3溶液为吸收液,在鼓泡反应塔内对NO的吸收特性进行实验研究,探讨了(NH_4)_2SO_3的溶液浓度、NO浓度、气体流量、温度和SO_2浓度等对NO脱除效率和吸收容量的影响。研究表明,NO脱除效率和吸收容量随着(NH_4)_2SO_3溶液浓度和NO入口浓度的增加而增加,随着入口气体流量的增大而减小。而随着温度的升高,NO脱除效率和吸收容量先增加,到达50℃时达到最大值,温度继续升高,NO脱除效率和吸收容量逐渐下降。SO_2的存在对NO脱除效率和吸收容量有一定的促进作用。分析了(NH_4)_2SO_3还原脱除NO机理,研究结果为氨法脱硫系统增加脱硝功能提供了实验基础。

吗啉的CO_2吸收及核磁共振波谱实验研究

吗啉(MOR)是一种环状胺,具有作为CO_2吸收剂的潜力.本研究对吗啉溶液进行CO_2吸收实验和核磁共振(NMR)波谱实验,通过吸收容量及不同CO_2担载下NMR图像的变化规律,反映MOR-CO_2-H2O系统化学反应的变化趋势,评价MOR溶液的吸收表现.吸收实验结果表明MOR的吸收容量为0.48 molCO_2/mol胺,与5 MMEA的结果接近.定量NMR实验结果反映了各组分峰的化学位移及变化规律.定量13CNMR实验结果表明系统各组分的摩尔分数变化规律符合反应机理假设.

高CO2负荷的离子液体复合吸收剂的开发与性能表征

二氧化碳作为一种主要的“温室气体”过量排放，给全球气候环境造成了严重的负面影响。但同时二氧化碳也是一种潜在的资源，二氧化碳是与氢气合成甲醇的重要原料。超临界二氧化碳也得到愈来愈广泛的应用，如作为石油开采的助采剂，能够有效地提高的石油的开采率。因此，脱碳技术的研究显得尤为重要和迫切。目前工业上使用较多的有机胺吸收法存在诸多的缺点，如MEA虽然吸收CO2速率快，但腐蚀性强且再生能耗高，MDEA有较高的CO2吸收负荷，但吸收速率较慢。离子液体的特殊优良性能使其可作为一种环境友好的脱碳吸收剂，其中氨基酸离子液体对CO2有较高的吸收速率。因此将离子液体和有机胺复配使用成为新型的脱碳吸收剂研究热点。本课题组张等人合成了4种季铵类的离子液体：[N1111][Gly]，[N2222][Gly][N1111][Lys]和[N2222][Lys]，

用冷硝酸吸收法除NO_x的研究

氮氧化物气体 (NOx)主要来源于工业生产的排放废气及汽车尾气中 ,对人体的危害甚大。在此就工业废气中低浓度氮氧化物的去除问题找出一个技术上可行、经济上合理的方法 ,以减少大气污染 ,同时还可以把废气中的NOx

区域畜禽粪便产生量估算及其农田承载预警分析——以江苏为例

根据2011年江苏省畜禽养殖与农作物产量资料,运用加权法获得的畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便产生量,并计算畜禽粪便农田负荷和全年作物氮磷吸收量,在此基础上采用可被利用粪便氮磷量与全年作物氮磷吸收量比例关系进行污染风险评价。结果显示:2011年江苏省畜禽粪便产生总量7.57×107t、总氮4.91×105t、总磷1.02×105t,因运输、转移过程中最终进入农田实际可利用粪便氮、磷分别为1.33×105t和8.37×104t;江苏省粪便氮、磷污染风险指数均低于0.4,属于Ⅰ级无污染水平。江苏省各市畜禽污染指数存在较大差异,且总体呈现苏北>苏中>苏南。