复配醇胺捕集CO_(2)的微波解吸工艺研究

针对传统醇胺法捕集CO_(2)工艺需要高温(100℃以上)解吸的问题,从优化醇胺吸收液组成和优化解吸工艺两方面着手进行工艺优化,在优化CO_(2)吸收条件的基础上提出了一种高效的微波加热解吸CO_(2)方法,并优化了CO_(2)醇胺吸收液的微波加热解吸工艺。结果表明:复配醇胺优选由N-甲基二乙醇胺(MDEA)、哌嗪(PZ)、羟基乙二胺(AEEA)组成,当MDEA、PZ和AEEA的质量比为3∶1∶5时,复配醇胺的水溶液吸收CO_(2)的效果最佳;以复配醇胺质量分数为20%的水溶液作为CO_(2)吸收液,30℃下的CO_(2)平衡吸收容量为1.15 mol/mol;利用微波加热,在95℃下解吸4 min时即可达到解吸平衡,CO_(2)的解吸率达97.52%,基本实现全部解吸。与传统的加热解吸方法相比,相同温度下微波加热法的CO_(2)解吸率提高62.25百分点,而且解吸时间显著缩短,实现了CO_(2)低温高效解吸。

醇胺法捕集烟道气二氧化碳工艺模拟研究

为解决烟道气对环境污染严重的问题,提出了采用醇胺法对烟道气二氧化碳进行捕集的思路,在对国内外碳捕集技术进行研究的基础上,对醇胺法捕集二氧化碳的工艺流程进行分析,重点对醇胺法中吸收塔和解吸塔的操作工艺参数通过数值模拟手段进行优选,为今后醇胺法捕集烟道气二氧化碳气体的实践应用奠定理论基础。

醇胺法在二氧化碳捕集中的应用发展综述

随着温室效应的日益严重,人们对CO_(2)的吸收处理给予了越来越多的关注。在通常情况下,CO_(2)捕集主要应用于以下两类情形:一是将CO_(2)进行脱除,二是将CO_(2)加以回收。醇胺法在CO_(2)捕集吸收的应用广泛,胺法吸收也是目前比较有优势的方法。本文综述了在CO_(2)捕集应用的醇胺专利研究情况,并根据其研究现状对胺法脱碳的发展趋势作了简要的评述。

二氧化碳捕集化学吸收剂的研究进展

为应对二氧化碳过度排放导致全球变暖的环境危机问题,中国提出“碳达峰、碳中和”的战略目标,二氧化碳捕集技术日益成为研究热点。该文主要针对液相化学捕集(溶剂吸收法)技术,重点介绍了醇胺类化合物、碳酸钾、氨水、离子液体和相变材料等二氧化碳捕集化学吸收剂的最新研究进展,详细介绍了各类吸收剂的化学反应机理、性能的优缺点、改进的方向以及面临的挑战,并对化学吸收剂未来发展方向进行了展望。

燃煤烟气碳捕集两相吸收剂开发及其性能研究

化学吸收法捕集燃煤烟气中的CO_(2)是一种有效的降低CO_(2)排放的方式。两相吸收剂与传统有机胺吸收剂相比,能够明显降低捕集过程中的再生能耗,降低捕集成本。开发了一种新型的两相吸收剂,以物理溶剂二乙二醇二甲醚作为分相剂,乙醇胺和羟乙基乙二胺作为主剂,对其吸收再生性能、黏度、水相占比与分相区间进行了测试,将两相分别进行核磁共振光谱分析以确定其组成和分相机理。针对配方中的有机胺成分进行了优化,优化后的吸收剂配方吸收再生性能均优于传统的5 mol/L乙醇胺吸收剂,循环吸收容量可达2.086 mol/kg,99%以上的CO_(2)富集在水相,进入再生塔的吸收剂流量可减少约40%,富水相黏度低于10 mPa·s,理论再生能耗(以CO_(2)计)为2.688 GJ/t,具有良好的工业化应用前景。

醇胺法脱碳系统腐蚀与防护研究进展

综述了以甲基二乙醇胺(MDEA)为主的醇胺法脱碳工艺中的腐蚀行为及机理,指出酸性气体(CO_(2))、热稳定性盐(HSS)、氯离子以及活化剂是导致系统腐蚀的主要因素。对现有防护技术的研究进展进行了总结,发现添加缓蚀剂是最廉价而有效的防护手段,对离子液体型缓蚀剂的应用进行了展望。

MDEA-MEA混合有机胺水溶液吸收CO_2

研究了N-甲基二乙醇胺(MDEA)和一乙醇胺(MEA)混合有机胺水溶液吸收CO_2的过程.根据双膜理论,导出了简化近似宏观动力学模型,用以预测混合有机胺水溶液吸收CO_2的速率.该模型考虑了化学反应之间的交互作用,用三次多项式近似表示反应组分在膜中的浓度分布.在各种条件下测定了搅拌反应器内MDEA/MEA水溶液吸收CO_2的速率.模型计算值与实验测定值符合良好.

有机胺溶液吸收CO_2的研究现状及进展

温室气体引起的全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。而CO2作为最主要的温室气体之一,它的减排与控制刻不容缓。综述了国内外CO2捕集技术中有机胺溶液吸收法的研究现状,概述了常用的一乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等有机胺溶液吸收法,以及有机胺与其他溶剂混合吸收CO2的研究现状及进展;简要阐述了有机胺溶液吸收CO2的反应机理及反应动力学研究;介绍了国内外CO2捕集与封存技术的应用现状,并预测了有机胺溶液与其他溶剂混合吸收CO2的方法将是该方法的研究趋势之一。

固态胺二氧化碳控制系统中的CO_2浓缩技术研究

目的解决固态胺CO2 吸附方案应用到长期载人航天器座舱中所存在的CO2 浓缩与回收问题。方法根据CO2 在固态胺中的吸附与解吸基本原理 ,提出了解决CO2 浓缩与回收的技术途径 ,并设计了浓缩与回收装置。结果研制的浓缩系统能保证浓缩的CO2 平均浓度达到 95%以上 ,CO2 回收率在90 %左右。结论所设计的技术方案满足进入CO2 还原系统的要求。

二氧化碳的吸收方法及机理研究

随着温室效应的日益严重,人们对二氧化碳的处理吸收给予了越来越多的关注。对于如何选择吸收量大、吸收速率快的吸收剂的研究,从来没有间断过。介绍国内外现有的二氧化碳的吸收方法,包括物理吸收法、膜吸收法、O2/CO2燃烧法、化学吸收法等,分析各种方法的特点及优缺点,指出有机胺吸收技术是目前较优势的方法。对伯胺、仲胺、叔胺及混合胺等有机胺吸收CO2的机理进行了分析和探讨,并根据吸收机理,采用多原子氮有机胺TETA与MEA、DEA、TEA进行混合实验,给出了初步的实验结果。

TEA+MEA混合胺液脱除天然气中CO_2吸收性能

为适应寻找经济、高效的新型天然气脱碳吸收剂的需求,研究了由三乙醇胺(TEA)和一乙醇胺(MEA)组成的混合胺溶液。实验考察了单一胺和不同比例的混合胺的吸收性能,确定了两种胺的最佳混合比例。结果表明,在TEA中添加MEA能够显著提升其CO2吸收效果,优化比例的混合胺具有更好的CO2吸收负荷、吸收速率和吸收稳定性。

乙醇胺/N-甲基二乙醇胺/三乙烯四胺体系吸收烟气CO_2的研究

在乙醇胺(MEA)/N-甲基二乙醇胺(MDEA)体系(简称二元复合胺体系)中加入少量活化剂三乙烯四胺(TETA),研究了MEA/MDEA/TETA三元复合胺体系(简称三元复合胺体系)对烟气CO2的吸收和再生情况。结果表明,MEA、MDEA、TETA3种组分之间存在交互作用,使得三元复合胺体系中的CO2吸收速率、CO2饱和吸收量均分别小于二元复合胺体系与TETA单体系的CO2吸收速率、CO2饱和吸收量之和。三元复合胺体系的再生温度稍高于二元复合胺体系,其一次再生率约为83.5%,比二元复合胺体系低了约13百分点,三元复合胺体系的再生较二元复合胺体系更困难。

混合吸收剂膜减压再生特性的试验研究

针对现有基于醇胺类溶液的化学吸收分离燃煤电厂烟气CO2技术能耗高的问题,对新型混合胺吸收剂膜减压再生进行研究,以期大幅度降低再生能耗。文中采用聚丙烯中空纤维膜接触器作为再生装置。混合胺吸收剂是以乙醇胺(MEA)为基础,添加羟乙基乙二胺(AEEA)、三乙烯四胺(TETA)、二乙烯三胺(DETA)、2-氨基-2-甲基丙醇(AMP)、哌嗪(PZ)、N-甲基二乙醇胺(MDEA),按30%质量分数配比而成。实验研究了不同吹扫蒸汽流量,不同再生温度对于混合胺吸收剂再生特性的影响,并将混合吸收剂膜减压再生能耗与传统热再生进行比较。实验表明:在80℃再生温度条件下,15%MEA+15%MDEA混合吸收剂再生程度最高,为45.9%;20%MEA+10%AMP混合吸收剂的再生传质速率为1.34 mol/(m2h),相比30%MEA提高了63.4%。再生能耗方面,70℃再生温度并且不考虑吹扫蒸汽作用下,20%MEA+10%AMP的再生过程电耗最低,仅为732.6 kJe/kg(CO2)。综合再生程度,再生传质速率以及再生能耗表现,可以看出MEA+AMP系列混合吸收剂是更好的选择。

混合醇胺的浸润性对膜吸收法中CO_2传质性能的影响

为了探究混合醇胺应用于膜吸收法时其对膜的浸润性以及CO_2传质性能的影响,采用接触角试验和浸润试验,测定了2种混合醇胺——N-甲基二乙醇胺(MDEA)+一乙醇胺(MEA)和MDEA+三乙醇胺(TEA)对聚丙烯中空纤维膜的浸润特性和润湿速率,并通过吸收试验确定了不同润湿程度下的CO_2传质速率。结果表明:相同质量分数、溶质配比下,MDEA+TEA溶液对膜的浸润性要大于MDEA+MEA溶液,MDEA+TEA溶液的膜润湿速率大于MDEA+MEA溶液的膜润湿速率;同一混合醇胺对膜浸润性随溶质配比的增加而增大;对比试验结果表明,CO_2传质速率减小是由混合醇胺对膜浸润性引起的,膜润湿程度增大,混合醇胺CO_2传质速率减小。

复合胺溶液脱除CO_2性能研究

开发了一种新型的复合胺吸收剂,考察了该复合胺吸收剂和一乙醇胺溶液对二氧化碳的吸收和解吸能力,并在原理试验流程上评价了2种溶液对低浓度二氧化碳的连续吸收性能。结果表明,该复合胺吸收剂对二氧化碳具有较高的吸收速率和吸收容量,容易再生;在相同工艺条件下,复合胺溶液对低浓度二氧化碳的连续清除效率与一乙醇胺溶液相近,但稳定性更好。

有机胺催化热钾碱液吸收和解吸CO_2的研究

通过理论分析,导出了题述速率方程的近似解。该解考虑了液相中存在平行反应时,被吸收气体在各反应中的不同平衡浓度对传质推动力的影响。采用搅拌反应器,以二乙醇胺为有机胺,吸收和解吸温度分别为353K和373K,系统总压0.104MPa时得到的实验数据对该解作了验证。计算结果表明:在胺催化吸收的穿梭机理中,消耗的游离胺大部分在膜内再生。界面游离胺浓度下降所引起的传质推动力减小是影响胺催化能力的重要因素,但这下降要受界面CO_2平衡浓度的制约。加速游离胺再生能显著促进吸收。解吸中有机胺并非一定通过均相催化起作用,其机理和吸收时无明显区别。

多种有机胺吸收剂循环利用实验研究

在化学吸收法捕集CO_2的工艺中,吸收剂都是循环使用的。过去的吸收剂性能测定实验通常是测定吸收剂单次使用的性能,而对于吸收剂多次循环之后的性能变化很少提及。以单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、羟乙基乙二胺(AEE)溶液为研究对象,对有机胺溶液多次使用后的吸收与解吸性能进行实验分析测定。实验结果表明:随着循环次数的增加,AEE溶液吸收速度下降明显,而MEA、DEA、TEA溶液经过多次循环后的吸收速率与解吸速率变化不大;随着循环次数的增加,各种有机胺吸收剂的解吸能耗变化大小依次为MEA>DEA>TEA>AEE;AEE溶液在多次循环反应过程中的解吸能耗变化最小。

醇胺溶液吸收CO_2的反应原理及实验研究

阐述了醇胺溶液吸收CO_2的反应原理;以一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)为研究对象,考察了醇胺溶液的浓度、种类对CO_2的吸收速率和吸收总量的影响,并比较了不同复配体系的吸收性能。结果表明,相同条件下吸收效果MEA>DEA>MDEA,而在MEA溶液中加入一定量的MDEA溶液可以明显提高溶液的吸收性能。

一种CO_2吸附剂胶体颗粒的研制

为去除密闭空间人员新陈代谢所产生的CO2,研制了一种化学吸附剂,通过对吸附剂配方和成型工艺的调整,观察了吸附性能的变化规律,实验结果表明:用19%的氢氧化锂,1.25%的聚乙烯醇,3.87%的羧甲基纤维素钠与200克水溶解烘干所制得的吸收剂,对CO2的化学吸附稳定、吸附时间长、最佳吸收效率可高达90%,适用于地下工程、潜艇等高密闭环境空间的空气净化。

二氧化碳选择性吸收方法的研究进展

综述了二氧化碳选择性吸收方法的研究进展,包括物理吸收法、化学吸收法、膜吸收法,并分析了各种方法的优缺点。