氨法吸收燃煤烟气中CO2的研究

针对燃煤过程中通过烟气释放的CO2对环境污染问题,围绕如何控制烟气中CO2的排放问题系统地研究,以期为燃煤烟气的净化提供积极有效的途径。目前,氨法吸收燃煤烟气中的CO2相对优势较大,具有高效率,低能耗,副产物资源化等优点。采用氨法吸收模拟烟气中的CO2,考察反应温度、氨水浓度、气体浓度、高碳化氨水等条件对反应速度和脱除率的影响。结果表明,随温度和氨水浓度的增大,反应速率增大,脱除率增加;气体浓度增大,吸收速率增大,脱除率减小;不同碳化度氨水(R=0～200)对CO2吸收有影响,碳化度(R)越小吸收效果越好。     

MDEA水溶液对CO2吸收速率的测定

为了精确测定气体吸收动力学的数据,建立了一套采用计算机数据采集系统的实验装置,改进了数据采集软件.气体吸收压力数据的测定精度为0.05%.测定了在石油化工、天然气净化和合成氨工业中常用的N-甲基二乙醇胺(质量分数32.4%)+哌嗪(2.6%)水溶液吸收CO2的动力学速度,并根据阻尼膜理论建立了相应的吸收动力学计算公式,可用于实际体系的吸收动力学计算.     

地源热泵空调系统的技术探讨

随着我国经济的发展，人们生活水平的不断提高，空调已成为人们日常生活中不可缺少的电器之一。由于空调所占的能耗比重较高，因此，降低能耗是当前面临的问题。本文作者主要就地源热泵空调的节能与环保进行了分析，并指出了其相关的工作原理和带来的效益。     

高剪切反应器中有机相强化KHCO3/K2CO3溶液吸收CO2研究

在高剪切反应器（HSR）中研究了不同有机分散相对KHCO₃/K₂CO₃溶液吸收CO₂的强化效果,并考察了有机相与有机胺溶液复配使用对CO₂吸收率的影响。实验结果表明：环己烷、正庚烷对KHCO₃/K₂CO₃溶液吸收CO₂的强化效果明显,甲苯、正辛醇对KHCO₃/K₂CO₃溶液吸收CO₂则没有明显的强化效果;CO₂吸收率随HSR转速的增加而增加,随气液比、温度的增加而降低;环己烷对加入二乙醇胺活化的K₂CO₃溶液有较为明显的强化作用,CO₂吸收率最高可提高23%。与文献中不同反应器的对比表明HSR对CO₂具有较高的吸收效率。     

液液两相吸收剂吸收CO2的实验研究

液液两相吸收剂具有大幅度降低CO2捕集能耗的潜力。该文在前期实验筛选的基础上,选择了两种具有液液两相特征的吸收剂,DMBA(N,N-二甲基丁胺)和TEA(三乙基胺),分析了其分层后的CO2负载量;在自建的快速筛选实验台上,将两相吸收剂的吸收、解吸性能与传统的单乙醇胺(MEA)吸收剂进行了对比;并研究了不同吸收剂摩尔浓度变化对吸收剂性能的影响。结果显示:相比于MEA,所选用的两相吸收剂具有更高的循环负载量、循环吸收容量和循环效率,但其吸收速率较低。     

两级蓄冷跨临界压缩CO2混合工质储能系统特性分析

为了解决高压CO₂在高环境温度下难以冷凝的问题,提出两级蓄冷跨临界压缩CO₂混合工质储能系统。采用CO₂与低沸点有机工质混合的方法提高工质的冷凝温度,同时,利用两级甲醇蓄冷实现系统内部冷能循环利用。从环境性、临界温度、温度滑移、可混合性等方面确定合适的CO₂混合工质及其组分质量分数范围。建立储能系统的热力学分析模型,探究节流压力、高压储液罐压力、有机工质质量分数等关键参数对系统性能的影响规律,并研究系统内部能量流动规律,得到主要部件的(火用)损失。研究结果表明：随着有机工质质量分数的增加,蓄冷介质温度增加,系统安全性提高;与纯CO₂工质相比,系统的充放电效率和能量密度略有降低;CO₂/R32混合工质的充放电效率最高为62.29%,CO₂/pentane混合工质的能量密度最高为21.37 kW·h/m³。     

纳米TiO2颗粒强化MDEA溶液鼓泡吸收CO2的特性

为了强化N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液对CO2的吸收,首先不添加分散剂,制备了MDEA质量分数为50%、纳米TiO2颗粒质量分数分别为0.05%,0.2%,0.4%,0.8%的MDEA纳米流体,该MDEA纳米流体的分散稳定性良好.然后在一套小型吸收实验系统中,研究了颗粒质量分数对溶液鼓泡吸收CO2的影响.采用称重法来测量溶液对CO2的吸收量,并对实验结果的相对误差进行了分析.实验结果表明,在加入了纳米颗粒后,MDEA溶液对CO2的吸收得到了强化,有效吸收比随着颗粒质量分数的增大而上升.在纳米TiO2颗粒质量分数为0.05%,0.2%,0.4%,0.8%时,有效吸收比分别为1.019 5,1.065 3,1.077 9和1.115 4.最后分析和解释了相关的实验现象和结果.     

H2S对石灰石循环煅烧/碳酸化法吸收CO2的影响

为了研究石灰石煅烧/碳酸化循环法捕集CO2过程中H2S对吸收剂性能的影响,利用固定床反应器进行了煅烧石灰石吸收H2S的试验,研究了H2S流量、体积分数和反应温度3个因素与穿透时间和CaO转化率之间的关系,确定了600℃是石灰石煅烧/碳酸化法实现硫碳共脱的理想反应温度。在600℃时,考察了CaO同时脱除CO2和H2S的多次循环反应特性,结果表明:CaO对H2S有良好的脱除效果,而吸收CO2的能力则随循环次数增加不断下降。研究了煅烧气氛(氮气或空气)对CaO循环反应特性的影响,对比试验结果发现:H2S的存在使得空气煅烧条件下20次循环反应后CaO吸收CO2转化率比氮气煅烧时的转化率下降了41.3%。研究分析表明:空气煅烧时,CaS会与O2反应生成CaSO4,堵塞颗粒内部孔隙,使得CaO循环转化率迅速下降。     

具备近似等压放电过程的近似等温压缩CO2储能系统特性研究

为满足小容量特殊负载对(近似)稳定电能供应的需求,本文遵循(近似)等温压缩空气储能的基本原理,采用液压活塞和压力容器壁内置螺旋盘管换热的方式,基于气/液相变过程,提出了具备近似等压放电过程的近似等压等温压缩CO₂储能系统。通过建立系统核心部件的热力学分析模型与性能评价指标,分析了该系统在初次充放电循环中的性能,探究了压力容器初始压力、最大压力和螺旋盘管水温等参数变化时的系统性能,探索了系统有、无螺旋盘管换热对性能的影响规律。结果表明,该系统在初次充放电循环中充放电效率、热效率和能量密度分别为62.67%、53.05%和0.500 3 kW·h·m^-3。同时,该系统在放电过程中可以获得近似恒定的电能输出,输出功率在636～840 kW范围内变化。本文的研究工作可丰富压缩气体储能理论体系,具有重要的实用价值和现实意义。     

CO2催化加氢制乙醇研究进展

燃料乙醇是可再生的清洁燃料,具有替代汽油的应用前景.以CO2气体为碳源并通过催化加氢制燃料乙醇具有环境保护和节约能源的现实意义.主要介绍了CO2催化加氢的反应机理以及催化剂活性组分、前驱物、助剂及载体对催化活性、产物选择性的影响,同时介绍了反应条件对催化过程的影响.     

液态存储跨临界压缩CO2储能系统性能分析

为了深入研究能量密度高、受地理条件限制少的液态CO₂储能系统的性能,提出了一种新型液态存储跨临界压缩CO₂储能系统。该系统采用蓄能装置存储过程中产生的热能与冷能,同时利用高低压储罐以液态存储CO₂,从而提高系统的储能效率和能量密度。对该系统进行了热力学分析与多目标优化,仿真结果表明:在典型设计工况下,蓄冷器、压缩机和膨胀机有较大的■损,分别占总■损的24.09%、25.40%和23.82%。参数分析表明:该系统的储能效率随高压储罐压力、低压储罐压力、泵增压、蓄热水分流比的增大先增加后减小,意味着这些参数存在最优值,但储能效率随节流阀压降的增加而减小;增加高压储罐压力、节流阀压降、泵增压或降低低压储罐压力有利于提升系统能量密度,并且存在最佳的蓄热水分流比使系统能量密度最大。此外,多目标优化结果表明,系统的最优储能效率和能量密度分别为58.79%和17.85k W·h·m^-3。     

新型酰基氨基酸类质子化离子液体的合成及其吸收CO2的研究

本研究通过烷基乙二胺和酰基丙氨酸的酸碱中和反应,合成由质子化烷基(=己基/HHex、异辛基/HEtHex)乙二胺阳离子与酰基(=辛酰基/Oct、癸酰基/Dec及月桂酰基/Dod)丙氨酸根阴离子组成的两大类六种新型酰基氨基酸类质子化离子液体(Acylamino acid protic ionic liquids, AA-PILs),即HHex-Octala, HHex-Decala, HHex-Dodala,和HEtHex-Octala, HEtHex-Decala, HEtHex-Dodala型AA-PILs。并通过测定HEtHex型AA-PILs与水(摩尔比1∶10)混合体系吸收CO₂后的¹³C-NMR谱图和密度、粘度、pH及电导率等物性,研究烷基乙二胺型AA-PILs的吸收CO₂的性能。室温条件下,HHex型AA-PILs为固态,其热分解温度和熔点分别在196℃～202℃和75℃～77℃范围内,其阳离子结构对其熔点影响较大;HEtHex型AA-PILs为近似室温ILs,其热分解温度和熔点在182℃～188℃和30℃～...     

超临界CO2直接合成碳酸二甲酯

考察了在高压反应釜中,以镁为催化剂,甲醇与CO2直接合成碳酸二甲酯的工艺过程。通过单因素试验和正交试验的研究,结果表明:合成碳酸二甲酯各因素的影响顺序为反应温度>反应时间>反应压力,最佳合成条件为反应温度180℃,反应时间7h,反应压力7.5MPa。     

地源热泵空调技术在广东的适用性探讨

本文是根据地源热泵空调技术的原理,针对广东省的气候、地质特点,探讨在广东推广应用地源热泵空调技术的可行性,期望热泵技术能服务于广东的低碳经济。     

注CO2前置段塞+N2顶替提高采收率机理

SJ油田为一低渗透油藏,天然能量低。受CO2气源不足以及油井管柱抗腐蚀能力差的限制,持续的CO2-EOR不适合SJ油田的实际情况。鉴于此,一个改进的对策是用N2推动的CO2前置段塞驱代替持续的CO2驱油。本文根据SJ油田先导试验区的流体特征,对比了连续注入CO2驱油和N2推动的CO2前置段塞混相驱油的效果和机理。在注CO2、N2细管驱替效率及最小混相压力实验测试基础上,通过注CO2、N2与地层原油多级接触混相驱机理相态模拟,长细管前置CO2混相驱替+后续N2段塞顶替驱替机理一维数值模拟研究,分析了前置CO2段塞+后续N2顶替驱油时原油与注入气的互溶情况、气驱界面张力变化规律、气驱过程中C2—C6的中间烃组分在油气两相中的分布、气驱过程中油气两相的黏度以及密度变化。结果表明SJ油田实施前置CO2段塞+后续N2顶替驱油时,后续的N2与前置的CO2段塞不会出现严重的扩散弥散,注气前缘仍能保持CO2的富集并实现稳定的混相驱油即在注气总量相同的情况下,N2推动的CO2前置段塞驱可以获得与持续的CO2驱相同的驱油效果;同时减少了CO2的注入量,从而可减缓CO2长期注入对油井管柱产生的腐蚀。所得认识对CO2驱提高采收率技术的改进和发展具有一定的启发作用。     

纳米SiO2强化CO2地质封存页岩盖层封堵能力机制试验

页岩为CO₂盐水层地质封存常见盖层岩石类型,强化盖层封堵能力有利于提高CO₂地质埋存量和安全性。为探究随CO₂混注纳米SiO₂(SNPs)强化盖层封堵能力的有效性和可行性,对CO₂地质封存页岩盖层样品开展原地条件下的超临界CO₂酸蚀反应试验,基础组为页岩样品-地层水、对照组为页岩样品-地层水+超临界CO₂、优化组为页岩样品-地层水+SNPs+超临界CO₂,并采用核磁共振测试、场发射扫描电镜可视化观测、X射线衍射测试和岩石力学试验,探究CO₂酸蚀反应前后的页岩孔隙结构、表面形貌、矿物成分及力学性质特征。结果表明：优化组的大孔孔隙分量及孔隙度和渗透率增大幅度低于对照组;与对照组相比,优化组黏土矿物与碳酸盐岩矿物相对含量损失少,表明随CO₂混注SNPs可使岩样内部酸蚀作用减弱;SNPs在岩石端面吸附聚集或进入岩心孔喉,可使优化组页岩样品力学性能损伤程度降低;随CO_2...     

基于碳酸钾溶液吸收CO2的研究进展

采用碳酸钾溶液吸收CO2具有溶剂成本低和再生能耗小等方面的优势,近年来再次受到人们的关注和重视。但是其吸收反应速率慢是主要的不利因素,加入活化剂能够有效地提高吸收效果。综述了基于碳酸钾溶液吸收CO2的研究进展,对活化剂进行了分类评述并对其活化作用机理进行了概括,同时指出了离子型盐类高效活化剂的研发和基于沉淀技术的工艺耦合和过程强化等研究动向。     

CO2/N2稀释对H2/CH4层流火焰传播特性的影响

利用本生灯-纹影系统实验研究含有CO₂,N₂的掺氢天然气层流预混火焰传播速度,并应用GRI-3.0机理模拟计算不同组分预混燃气绝热火焰温度、敏感性系数及重要自由基浓度等,详细讨论CO₂,N₂的稀释效应.研究表明,GRI-3.0机理能较好地预测掺氢天然气层流预混火焰传播速度;CO₂,N₂稀释组分会显著抑制掺氢天然气层流预混火焰速度及其绝热火焰温度;与N₂相比,CO₂不仅具有较强的热力学效应,且随着CO₂稀释比的增加,火焰中重要自由基H浓度显著减少,抑制氧化反应H+O₂O+OH对燃烧的主导促进效应,使预混燃料的层流火焰传播速度显著降低.     

CO2对Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝性能影响

考虑到CO₂是固定源和移动源废气中的主要组分,Fe₂O₃是铁基催化剂中的重要活性物质,研究了CO₂对Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响.结果表明,CO₂的加入在300℃以下明显抑制了催化剂的NH₃-SCR性能.这主要是因为CO₂的存在改变了催化剂表面NH₃/NO_x的吸附行为,从而影响了NH₃-SCR反应.原位漫反射傅里叶变换红外光谱和程序升温脱附实验结果表明,CO₂可以被吸附活化成碳酸盐物种;这些碳酸盐物种可以作为新的酸性位点吸附NH₃物种,促进催化剂对NH₃的吸附;但同时CO₂和NO_x之间存在竞争吸附,这会导致催化剂表面生成的关键NO₂物种和硝酸盐物种的减少,从而...     

LN2/CO2复合制干冰对松散煤体降温特性

为研究LN₂/CO₂复合制备干冰对松散煤体的降温特性并实现最优复配,利用自主设计搭建的可视化凝华试验台,系统分析LN₂和CO₂在不同注输比下对管道内温度、压力及干冰成核效果的影响;以可视化凝华试验为基础,设计搭建松散煤体降温试验台,系统分析不同注输比下LN₂和CO₂在注输停注过程的传热特征及对松散煤体温度场的抑温效果。结果表明：CO₂凝华需要LN₂提供足够过冷度,当CO₂注输量不变,增大LN₂/CO₂注输比,管路内制冷温度降低,压力升高,LN₂和CO₂的混合流体换热效率增加,凝华发生时间提前;相变潜热引起的冷却能量具有时间-空间特征,压注阶段,箱体内各测点温度随时间持续下降,平面一降温速率明显快于平面二,低温区域逐渐呈锥形扩大;回温阶段干冰颗粒在煤层堆积,持续发挥降温惰化作用,注入口附近煤体与高温煤体之间...