θ环填料塔中单乙醇胺吸收CO2传质性能研究

在乱堆θ环不锈钢填料的自制填料塔中,使用单乙醇胺(MEA)作为吸收剂,研究MEA脱除CO2的去除率和总体积传质系数KGav,考察了贫液中CO2负载量、吸收剂浓度、液体流量、吸收温度等不同参数对总体积传质系数的影响.实验结果表明,KGav随贫液中CO2负载量的增大而减小,随吸收剂浓度、液体流量的增大而增大;且进料温度在3...     

乙醇胺/多胺的脱碳研究

工业应用于烟气脱CO2的吸收剂以乙醇胺(MEA)水溶液为主,提高其性能是吸收法脱CO2的关键。对相同浓度的MEA及其与4种多胺,包括N-(2-羟乙基)乙二胺(AEEA)、哌嗪（PZ）、二乙烯三胺(DETA)和三乙烯四胺(TETA),所组成的混胺水溶液(MEA/多胺)对CO2的吸收、再生性能和腐蚀性开展了实验研究。实验结果表明,多胺含量较低的MEA/多胺的吸收和再生性能都较MEA所有提高,腐蚀速度较MEA降低。但是多胺含量增大,再生率有所降低。因此,适当含量多胺的MEA/多胺是较MEA高效的吸收剂;4种混胺中,MEA/DETA和MEA/TETA性能最优。     

乙醇胺为主体的CO_2吸收剂的复配研究

以改善乙醇胺(MEA)水溶液吸收负荷、吸收速率、再生程度和防腐蚀等性能为目标,对以MEA为主体的复配吸收剂的性能进行了研究。结果表明,在MEA水溶液中加入哌嗪(PZ)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)能提高MEA水溶液吸收CO2的负荷、平均吸收速率和再生性能。在溶液中加入少量氧化膜型缓蚀剂能有效抑制吸收剂溶液对碳钢的腐蚀,吸收剂溶液对碳钢的腐蚀速率从无缓蚀剂条件下的1.96 g/(m2.h)可降低到0.2 g/(m2.h)左右,极大地改善了吸收剂溶液的防腐蚀性能,对碳钢材料起到了较好的保护作用,缓蚀效果为偏钒酸钠铬酸钾重铬酸钾亚硝酸钠硝酸钠磷酸钠亚硫酸钠。     

MEA、NaOH与氨水喷雾捕集CO_2性能

为验证喷雾捕集CO2技术的可行性,并比较一乙醇胺(monoethanolamine,MEA)溶液、NaOH溶液和氨水喷雾捕集CO2的性能,该文用微细雾化喷头将吸收剂雾化,在喷雾塔中与模拟烟气逆向接触。30～40μm的雾滴直径使气液接触面积迅速增加的同时,雾滴的旋转运动又增强了气液两相界面的湍动程度。研究了三种溶剂的浓度和流量、气体总流量、温度以及CO2初始进口浓度对CO2脱除率的影响。实验结果表明:喷雾捕集CO2技术是可行的,在较低的浓度下可实现很高的CO2脱除率;在可比条件下,氨水喷雾捕集CO2的性能最好,NaOH溶液次之,MEA溶液最差。     

MEA/DEA化学法捕集电厂烟气CO2系统再生能耗分析

基于胜利电厂4万t/a烟气CO2捕集和纯化系统的设计与运行情况,推导出化学法CO2捕集工艺系统再生能耗的计算公式,分别探讨了吸收装置性能、吸收剂性质和贫富液换热器性能对再生能耗的影响,比较了MEA与DEA两种吸收液的再生能耗随吸收液浓度、可再生度以及贫富液换热器性能的变化规律.分析结果表明:在一定质量浓度极限内,提高吸收剂溶液的浓度可以降低再生能耗;通过对吸收剂进行适当配比,也可以有效降低再生能耗;提高富液的再生度可以降低再生能耗;提高贫富液换热器的性能在一定程度上可以降低再生能耗,但是投资成本也相应增加,应在投资成本和再生能耗之间选择一个优化的贫富液换热器的性能值.     

膜气吸收法分离烟气中CO2的实验

采用聚丙烯中空纤维膜接触器,分别用去离子水、单乙醇胺(MEA)及N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的CO2分离进行了试验研究.考察了气体流速、入口气体中CO2体积分数、吸收剂流速、吸收剂浓度以及吸收剂种类等因素对CO2脱除率和总传质速率的影响.实验结果显示:3种吸收剂分离CO2的效率由大到小依次为MEA、MDEA、去离子水;CO2的脱除率和传质通量随吸收剂浓度、流速的提高均增加;CO2的脱除率随气体流速和CO2在入口气体中体积分数的增大而减小,而传质速率却随之增加.系统长时间运行后发现存在膜孔润湿现象,进而影响膜的传质性能.因此,吸收剂浓度须在传质和长时间运行性能之间进行权衡.     

基于胺法的旋流喷淋气液吸收烟气CO2的性能

为了强化CO_2捕集过程的气液传质,设计了一类多级旋流喷淋反应器,实验研究了典型的醇胺(乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA))脱除CO_2的分离效率和传质系数,并分析了操作条件的影响.结果表明:在相同的实验条件下,MEA的脱碳效率(最大值95%)大于DEA的脱碳效率(最大值92.3%).与相关研究数据的对比表明,多级旋流喷淋可以有效增强醇胺-CO_2喷淋反应系统的传质过程.醇胺溶液旋流气液吸收烟气CO_2的脱碳效率受操作条件的影响,其随着吸收剂质量分数、吸收剂流量和反应温度的增加而提高,随着烟气中CO_2体积分数和烟气流量的增加而降低.     

胺法脱碳系统模拟及吸收剂的选择

为了选择性能较好的吸收剂,以一乙醇胺溶液(MEA)、二乙醇胺溶液(DEA)、甲基二乙醇胺溶液(MDEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇溶液(AMP)为目标吸收剂,用Aspen plus软件模拟各种吸收剂吸收CO2的工况,比较相同条件下采用不同吸收剂的吸收率、能耗和吸收剂成本等参数。结果表明,4种吸收剂中MDEA的运行成本是最低的,脱除CO2的能耗为3.01GJ.t-1、吸收剂成本为32.4元。还针对MDEA进行了敏感性分析,分别考察了入口吸收剂量、塔高和级数对吸收效果的影响,为相关参数的优化组合提供了初始数据。     

CaO/MgO和CaO/Ca9Al6O18吸收CO2的循环反应特性研究

钙基吸收剂是CO2捕集技术中常用的吸收剂,但随着循环次数的增加,天然钙基吸收剂循环反应特性下降明显.采用葡萄糖酸钙(Ca(C6H11O7)2)与葡萄糖酸镁(C12H22MgO14)及L-乳酸铝([CH3CH(OH)COO]3Al)作为前驱物,通过湿法混合的方法处理,制得了5种新型钙基吸收剂,试验研究了其吸收CO2的循环吸收能力及循环稳定性,分析了吸收剂组分、煅烧温度、煅烧气氛等条件对新型吸收剂循环反应特性的影响规律.研究结果表明,选用此前驱物制备的吸收剂,其循环反应特性明显高于传统的钙基吸收剂;其中,CaO/MgO(75wt%/25wt%)吸收剂具有最好的循环吸收能力,CaO/Ca9Al6O18(75wt%/wt25%)吸收剂具有最好的循环稳定性.通过研究煅烧条件对这两种吸收剂循环反应特性的影响,得到:850℃时,吸收剂表现出最佳的反应特性,而随着温度的升高,吸收剂的循环吸收能力有所下降;煅烧气氛对吸收剂循环吸收特性的影响与煅烧温度有显著的关系.     

气-液分布导流片对超重力旋转床吸收性能的研究

以CO2-NaOH体系为研究对象,研究了超重力旋转床内构件中气-液分布导流片对吸收性能的影响。重点考察了3种不同气-液分布导流片对超重力旋转床中NaOH对CO2吸收过程的流动特性、传质性能的研究。实验结果表明,不同的气-液分布导流片对流体在超重力旋转床中的流动性能产生一定的影响,当采用顺时针偏转的液体分布导流片、径向无偏转的气体分布导流片时,气液两相为顺流接触,可增长液体吸收剂与气体接触时间,获得较好的传质效果。以CO2-NaOH体系为研究对象,传质系数为不添加气-液分布导流片的2.83倍,CO2的脱除率可从43.34%提高到80.00%。     

密闭环境内固体吸收剂循环净化CO2反应特性

选取LiOH、Ca(OH)2和钠石灰三种常用固体化学吸收剂,在密闭环境CO2循环净化模拟装置上开展了CO2循环净化实验研究.三种吸收剂均有吸收CO2的作用,且均存在一个较优空速值,分别为110400、38700和40500 h-1,在该空速值条件下将体积分数2%左右的CO2吸收至0.03%左右所需反应时间最短,反应速率最大.通过函数拟合和数学分析,得出实验条件下三种吸收剂反应速率与CO2质量浓度的关系式以及最大反应速率的排列次序.进一步的分析表明,三种吸收剂在较优空速值条件下的CO2吸收速率均能达到相关标准的要求,可以实际应用于密闭环境内CO2净化,且密闭环境中CO2体积分数理论上会在一定的中间值附近波动.     

操作参数对MEA法捕集CO2吸收过程的影响研究

为了得到MEA溶液吸收烟气中CO2的规律,采用流程模拟软件PRO/Ⅱ对不同MEA质量分数的吸收液吸收CO2过程分别进行了模拟研究.模拟结果为:随着贫液体积流量的增加,CO2吸收率逐渐增大,且随着MEA溶液的质量分数的增加,CO2的吸收率也是逐渐增大的,但增大幅度逐渐变小.当吸收液中MEA的摩尔流量不足时,吸收液体积流率对CO2吸收率的影响比较明显,随着MEA摩尔流量的增加,影响越来越小.MEA质量分数偏低时,随着吸收液温度的升高,CO2吸收率先增大后减小;当MEA质量分数较高时,CO2吸收率逐渐增大,但增大幅度有限.烟气温度对CO2吸收率影响较小.吸收率随塔板数增多逐渐增大,但增大幅度越来越小.     

单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟

采用ProMax2.0模拟了30% (质量分数)单乙醇胺填料塔吸收 - 解吸CO2的传统流程,考察了贫吸收液CO2负载(CLL)和溶液循环流速(SCR)对解吸用再沸器热负荷(Qreb)的影响.全系统模拟结果表明,当CO2 移除效率为90%时,CLL增加导致Qreb显著下降后再缓慢上升,其最佳值为0.20 mol CO2/mol MEA (MCPM),此时Qreb达最小值3.24 GJ/t CO2.单独的解吸系统模拟结果显示,当CLL 和富吸收液CO2负载(CRL)不变时,解吸塔中富胺进料流量的变化不影响热负荷.然而,由于全吸收 - 解吸系统CLL和CRL的变化则直接导致解吸塔富胺进料流量和热负荷的变化.     

基于电位法和酸碱度法的醇胺溶液吸收二氧化碳

醇胺溶液具有对二氧化碳吸收速率快、吸收容量大及再生简单的特点,采用电位法和酸碱度法对一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)吸收二氧化碳特性进行研究,揭示电位、酸碱度与吸收速率、吸收容量之间的内在联系,并考察醇胺溶液再生二氧化碳的特性,提出测定溶液中醇胺浓度和CO2体积分数的新方法.结果表明:MEA和DEA是优良的醇胺吸收剂;做出速率-电位曲线或速率-酸碱度曲线,就可以利用电位法或酸碱度法对醇胺溶液吸收二氧化碳的反应程度进行估测.     

影响Li_2ZrO_3材料吸收CO_2性能的因素

以四方相ZrO2为原料,采用固相反应法合成了一系列用于高温下可直接吸收CO2的Li2ZrO3材料.使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)及热重分析仪(TG)分别对其进行了结构、形貌及其吸收CO2性能的表征.实验结果表明,原料ZrO2的粒径影响Li2ZrO3材料吸收CO2的性能,与微米级ZrO2相比,以纳米级ZrO2为原料合成的材料其吸收CO2的速度明显变快.Li2ZrO3材料的结构影响材料吸收CO2的性能,单斜相Li2ZrO3材料几乎对CO2无吸收,而以四方相为主相的Li2ZrO3材料具有较好的吸收CO2的性能.此外,气氛中CO2的分压影响材料吸收CO2的速度。     

新型高效捕集CO_2的旋转吸收填料装置的试验研究

针对燃煤电厂烟气捕捉CO2的效率低、再生能耗大以及设备体积庞大等缺点,本文设计开发了一种新型高效捕捉CO2的旋转吸收技术,采用醇胺(MDEA)水溶液中加入烯胺(TETA)组成的混胺为吸收剂,在旋转填料塔中强化吸收烟气中的CO2。在确定吸收剂温度和气液流量的试验条件下,进行了旋转吸收塔吸收性能的试验研究。试验结果表明,与传统填料塔相比,旋转吸收塔可以显著提高CO2的吸收效率,增强传质效果,且在相同的操作条件下,旋转吸收塔CO2的吸收效率达71.3%。     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO2(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO2的Li2ZrO3材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线粉末衍射仪(XRD)分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪(TG)研究了Li2ZrO3材料吸收CO2的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO2的性能,500℃下Li2ZrO3材料具有最佳的CO2吸收性能。此外,CO2气体流量、Li2ZrO3材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO2的性能。     

离子液体AHNR3与AOHNR3的SO2吸收解吸行为研究

文章研究了AOHNR3与AHNR32种离子液体的SO2吸收解吸行为,探讨了羟基对吸收的影响.在298.2 K下,含羟基的吸收剂AOHNR3吸收SO2的摩尔分数x (SO2)为55.2%,吸收剂AHNR3吸收x(SO2)为72.9%;在373.2 K条件下SO2解吸率高于96.0%,且循环性能稳定.与吸收剂AHNR3相比,AOHNR3能更快速地达到吸收平衡;2种离子液体吸收SO2具有高容量和快速的特点,可以在相对低的温度下吸收SO2,在比较高的温度下能有效地解吸,吸收和解吸过程可以循环操作并且吸收剂可以回收;因此,吸收剂AHNR3和AOHNR3可以作为SO2液态吸收剂,应用于含有SO2的气体纯化.     

超重力吸收与批式解吸工艺结合用于乙醇胺(MEA)-乙醇溶液沼气脱碳的研究

利用超重力反应器对乙醇胺(MEA)-乙醇溶液用于沼气脱碳的吸收性能进行了研究,将批式解吸工艺用于沼气脱碳,对使用了加热器的MEA-乙醇富液的批式解吸性能进行分析。研究发现进液量、进液MEA含量和转子转速的升高以及进气量、进气CO₂含量的降低会提升脱碳效果;最佳转子转速为1 000 r/min,此时当进入超重力反应器的n(CO₂)/n(MEA)<0.4时CO₂去除率可以接近100%;解吸液CO₂负荷最低可以达到0.03 mol/mol;在MEA浓度4.92 mol/L、解吸时间20 min时,单位解吸能耗(释放单位质量CO₂的能耗)达到最低,为3.17 MJ/kg,此时解吸液负荷为0.16 mol/mol。批式解吸可以通过控制解吸时间准确地调节解吸液CO₂负荷,吸收-解吸循环次数的增加不会导致脱碳效果的恶化。     

相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_2气体是导致全球变暖的主要因素,CO_2捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。常用的CO_2捕集技术中,采用有机胺类化学吸收剂的水溶液捕集CO_2面临的主要技术难题是再生能耗高,如何降低能耗将直接关系到CCUS技术的未来走向。相变吸收剂在吸收CO_2时具有优异的吸收特性,而且可分离为液-液或液-固两相,其中一相富集CO_2,在降低能耗方面呈现出较大优势。通过对传统有机胺水溶液脱除CO_2工艺的能耗结构进行分析,综述了CO_2相变吸收体系在碳捕集方面的研究现状,并对相变吸收剂的研究动向和技术发展前景进行了展望:探索相变吸收剂的相变机理,解决其组成和工艺稳定性问题;开展微胶囊、极性摆动等新型吸收剂和耐热酶、固体酸等催化再生技术方面的研究。