碳酸钠与有机胺复合吸收剂吸收与解吸CO_2的实验研究

采用常压磁力搅拌吸收-解吸装置,将碳酸钠和MEA(乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、DETA(二乙烯三胺)、TETA(三乙烯四胺)4种有机胺分别按照一定比例复配,综合考虑复合吸收剂的CO2吸收速率、吸收量、解吸速率、解吸量、经济成本等多方面因素,筛选出在实验操作条件下最优的二氧化碳吸收剂。实验结果表明,最优的复合吸收剂为摩尔浓度比为0.8 mol/L∶0.2 mol/L的Na2CO3-DETA吸收剂,当吸收温度和解吸温度分别为313 K和373 K时,吸收量为16 640 m L/L,一次解吸率为69.47%,其CO2吸收解吸综合性能最佳。     

四原子氮有机胺三乙烯四胺吸收CO2的研究

在常压下,采用搅拌式反应器对三乙烯四胺(简写为TETA)吸收CO2进行了研究.测定了不同温度下,不同浓度的TETA对CO2的吸收情况,并与常用的醇胺吸收剂一乙醇胺(简写为MEA)、二乙醇胺(简写为DEA)、三乙醇胺(简写为TEA)的吸收效果作了比较;同时研究了TETA-有机胺-水三元混合体系对CO2 的吸收情况,结果表明:TEA-TEA-H2O对CO2 的吸收效果最好,且TETA/TEA=1/1时,吸收量最大,吸收速率最快.     

新型有机胺溶液捕集CO2的实验研究

在温度333K、压力0.1MPa下,研究了溶质总量一定的位阻胺(CHA)溶液在不同浓度下CO2的吸收性能,考察了吸收过程中吸收速率、吸收量及吸收时间的相互关系,并将其与MEA溶液的吸收性能进行了对比.控制解吸温度为373K,考察了两种吸收液的CO2解吸量和解吸时间的关系.对两种吸收富液进行腐蚀实验.实验表明,CHA较适用于捕集低分压下的CO2;适当降低有机胺吸收液的浓度有利于充分发挥其对CO2的吸收性能;单位物质的量的CHA对CO2的吸收量高于在相同条件下的MEA对CO2的吸收量.CHA的腐蚀率明显低于MEA的腐蚀率.从循环利用和降低能耗的角度出发,CHA具有较高的研究价值和广泛应用前景.     

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.     

吸收CO2新型混合化学吸收剂的研究

以吸收剂吸收速率和再生程度为指标,在小型实验装置台上研究了3种混合吸收剂不同配比的吸收和再生特性,以确定其吸收剂主体和添加剂的合适配比.结果表明,在甲基二乙醇胺(MDEA)中添加哌嗪(PZ),当混合吸收液CO2负荷为0.2 mol·mol-1时,MDEA∶PZ=1∶0.4(m∶m)混合液CO2吸收速率比MDEA∶PZ=1∶0.2(m∶m)混合液提高了约70%.再生40 min,PZ 相对浓度为0的吸收液再生程度为91.04%,PZ相对浓度为0.2、0.4和0.8时,混合吸收液的再生程度分别降低为83.06%、77.77%和76.67%.综合比较,MDEA∶PZ=1∶0.4(m∶m)是该混合吸收液合适的配比,吸收速率和再生特性都有较好改善.在10%一级胺中添加2%三级胺既能保持高吸收效率,又能略微降低再生能耗.在10%二乙醇胺(DEA)中加入2%2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP),混合液表现出DEA/AMP混合吸收剂中较好的吸收和再生特性.3种配方中,在一级胺中添加少量三级胺吸收速率最高,二级胺和少量空间位阻胺混合吸收剂的再生性能最好.而综合吸收和再生2个指标,三级胺和中量活化剂的混合液有优势.     

位阻胺混合甘氨酸盐溶液吸收CO2的研究

在双搅拌反应釜中研究了位阻胺2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)与甘氨酸钠(SG)混合溶液吸收CO2的性能.实验温度293~313K,混合溶液的浓度为AMP(1.5kmol/m3)+SG (0.2,0.4,0.6,0.8kmol/m3),SG浓度每增加0.2kmol/m3,200min内的平均吸收速率分别提高11.47%,10.07%,9.18%和5.33%.与AMP单一溶液相比,混合溶液在200 min时的吸收容量增加了11.5%~41.1%.在293~313K,吸收速率随温度上升而提高.使用加热的方法进行再生实验,得到1.5 kmol/m3 AMP + 0.6 kmol/m3 SG混合液的最适再生温度为378K.AMP + SG混合溶液的再生效率高于单一SG溶液及AMP + MEA/DEA混合溶液.     

离子液体[TETAH]+[BF4]--乙二醇混合体系吸收CO2的实验研究

以三乙烯四胺(TETA)为阳离子前驱体、氟硼酸(HBF_4)为阴离子前驱体制备多胺基离子液体[TETAH]~+[BF_4]~-,并与助溶剂乙二醇(EG)按一定计量比组成[TETAH]~+[BF_4]~--EG混合体系.实验考察了离子液体的浓度、吸收温度和气体流量等对该混合体系吸收CO_2性能的影响.结果表明,当[TETAH]~+[BF_4]~-的浓度为20%,吸收温度为15℃,气体流量为200 mL·min~(-1)时,该混合体系对CO_2的吸收容量达到1.50 mol·mol~(-1)(以每mol离子液体吸收的CO_2量(mol)计,下同);离子液体的浓度、CO_2流量和温度均会影响该混合体系达到吸收平衡的时间.同时,该混合体系对CO_2的吸收容量均高于[TETAH]~+[BF_4]~-和EG单独吸收CO_2的容量,这表明离子液体[TETAH]~+[BF_4]~-与助溶剂EG之间存在某种协同作用.另外,该混合体系具有良好的再生性能,在80℃的条件下经过5次吸收-解吸循环实验后的吸收摩尔分率为1.00 mol·mol~(-1),性能下降仅为33.3%.     

可再生胺类脱硫剂的选择研究

采用哌嗪等二元胺和二乙醇胺为吸收剂,对模拟烟气进行SO2的吸收解吸实验研究,筛选出性能优异的吸收剂,并考察添加剂H2 S O 4对其性能的影响。实验表明:可再生胺类吸收剂脱硫率可接近100%,二元胺吸收剂较醇胺的SO 2吸收量大、pH值随时间变化慢、首次解吸率高;羟乙基支链对胺类吸收剂的抗氧化能力、SO2吸收量和首次解吸率均有影响,环状二元胺比链状二元胺的抗氧化能力好、首次解吸率高;在N-(2-羟乙基)哌嗪溶液中添加硫酸构成N-(2-羟乙基)哌嗪/H 2S O 4脱硫体系后,脱硫率未受影响、SO2吸收量变小、首次解吸率显著提高,具有更好的循环使用性能。     

醇胺/烯胺复合溶液脱碳性能的实验研究

以MEA为主体,研究了烯胺TEAP、TETA、DETA和醇胺TEA对MEA的活化效果,对比分析了复合溶液的吸收速率、吸收容量、再生性能及pH对脱碳率的影响。结果表明:4种物质对MEA活化效果大小为TEAP>TETA>DETA>TEA;加入少量的烯胺能显著提高复合溶液的吸收容量;当调节溶液pH值为9.65(或以上),可使醇胺/烯胺复合溶液对CO2脱除率达到92%。     

混合有机胺吸收烟道气中CO2的交互作用机理

 采用双搅拌釜吸收反应器,对一乙醇胺(MEA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)混合有机胺水溶液吸收模拟烟道气中CO₂进行机理研究.结果表明,此混胺体系吸收效果显著;比较实验测定和双膜简化理论计算的反应增强因子E值符合程度;建立能表征混合有机胺吸收CO₂时发生化学反应交互作用的机理模型,提出相关系数.对总胺浓度2.0mol/L,MEA初始浓度在0.3～0.5mol/L混胺溶液而言,可用吸收负荷L函数表示: = (L) = 0.12+0.35e^-L/0.026     

Removal characteristics of CO2 using aqueous MEA/AMP solutions in the absorption and regeneration process

The carbon dioxide (CO2) removal efficiency, reaction rate, and CO2 loading into aqueous blended monoethanolamine (MEA) + 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) solutions to enhance absorption characteristics of MEA and AMP were carried out by the absorption/regeneration process. As a result, compared to aqueous MEA and AMP solutions, aqueous blended MEA+AMP solutions have a higher CO2 loading than MEA and a higher reaction rate than AMP. The CO2 loading of rich amine of aqueous 18 wt.% MEA+12 wt.% AMP solution was 0.62 mol CO2/mol amine, which is 51.2% more than 30 wt.% MEA (0.41 mol CO2/mol amine). Consequently, blending MEA and AMP could be an effective way to design cousidering economical efficiency and used to operate absorber for a long time.     

膜接触器分离混合气中二氧化碳的研究

研究了聚丙烯纤维微孔膜(HFPPM)膜接触器分离CO₂/N₂混合气中CO₂技术,考察了吸收剂的种类、HFPPM的透气率和流程等因素对CO₂分离效率的影响.结果表明,液相中传质在分离过程中占主导作用;3种吸收剂的性能依次为单乙醇胺(MEA)＞NaOH＞二乙醇胺(DEA)以浓度2.5 mol·L^-1、流速40～160 L·h^-1的MEA水溶液处理浓度20%、流速0.5～1.0 m³·h^-1的CO₂/N₂混合气时,CO₂的脱除率为95%～99.5%,CO₂的传质系数为4.5～6.8×10^-4m·s^-1;透气率大的膜组件传质系数大,腔流程中CO₂的脱除率比壳流程高30%以上.     

自然型氨基酸及其钾盐的 CO2吸收和再生特性

在CO2吸收过程中,选择具有不挥发和不发生氧化降解特性的氨基酸盐吸收剂有助于降低吸收剂损失和减轻环境污染风险,故本研究以CO2吸收速率和再生速率为指标,对L-精氨酸和精氨酸钾（PA）吸收剂的CO2吸收性能和常压下热再生性能进行了实验分析,并研究了吸收剂质量分数、反应温度及吸收-再生循环次数对CO2吸收特性的影响,同时还与乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和三乙醇胺（TEA）进行了对比分析.结果表明,在实验的质量分数范围内,PA具有最高的CO2吸收速率和吸收能力,分别为24.5×10-3mol.（L.min）-1和1.99 mol.mol-1,比相同质量分数的MEA高2.1%和290.2%.温度影响结果表明,40℃时PA和MEA的CO2吸收速率均高于其他实验温度.相同再生条件下,PA的贫液CO2负荷要略高于MEA,但PA的再生程度可达72.8%,比MEA高19%.同时,3次＂吸收-再生＂循环之后,10%PA的CO2吸收能力仍可保持在1.03mol.mol-1,比10%MEA高255.2%.实验结果也表明,L-精氨酸具有较强的CO2吸收能力,其CO2吸收速率与同质量分数的DEA可比.     

Regeneration of 2-amino-2-methyl-1-propanol used for carbon dioxide absorption

To improve the efficiency of the carbon dioxide cycling process and to reduce the regeneration energy consumption, a sterically hindered amine of 2-amino-2-methyl-1-propranol (AMP) was investigated to determine its regeneration behavior as a CO_2 absorbent. The CO_2 absorption and amine regeneration characteristics were experimentally examined under various operating conditions. The regeneration efficiency increased from 86.2% to 98.3% during the temperature range of 358 to 403 K. The most suitable regeneration temperature for AMP was 383 K, in this experiment condition, and the regeneration efficiency of absorption/regeneration runs descended from 98.3% to 94.0%. A number of heat-stable salts (HSS) could cause a reduction in CO_2 absorption capacity and regeneration efficiency. The results indicated that aqueous AMP was easier to regenerate with less loss of absorption capacity than other amines, such as, monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), diethylenetriamine (DETA), and N-methyldiethanolamine (MDEA).     

碳酸钾-三乙烯四胺复合溶液吸收模拟烟气中CO_2试验研究

本菲尔溶液在工业脱除二氧化碳中已获得较广泛的应用,但存在吸收速率差、再生负荷高等缺点。开发新型复合溶液成为目前研究热点。采用搅拌实验装置,研究不同配比的碳酸钾-TETA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2从复合溶液中初始逸出温度、溶液再生温度、溶液再生率、再生前后溶液pH下降率进行了细致记录分析。实验结果表明:碳酸钾-TETA复合溶液配比为0.6∶0.4时吸收效果最佳,吸收量约为0.914mol/L;同时再生温度最低,为106℃;再生率最高,为96.7%。与相同配比的碳酸钾-MEA(一乙醇胺)、碳酸钾-DEA(二乙醇胺)、碳酸钾-DETA(二乙烯三胺)复合溶液相比具有一定再生优势。实验结果还表明碳酸钾-TETA复合体系之间存在正交互作用。     

Effects of amine, amine salt and amide on the behaviour of carbon dioxide absorption into calcium hydroxide suspension to precipitate calcium carbonate

The amount of carbon dioxide （CO2） absorption and calcium ion （Ca^2＋） concentration besides the pH of aqueous solution were observed during the COz absorption to precipitate calcium carbonate （CaCO3） from calcium hydroxide （Ca（OH）2）. A reaction rate-limiting effect of an amount of CO2 absorption without any organic additives in the early stage of the precipitation was observed, which was attributed to an interruption effect of bicarbonate ion （HCO3） on the precipitation of CaCO3. The improvement for the reaction rate was achieved not only by amine additives but also by neutral additives such as ε-caprolactam or amine salt. When the hexamethylene diamine was dissolved in the solution, successive change of crystal forms of CaCO3 aragonite to calcite in aqueous suspensions, confirmed by Ca^2＋ concentration change and X-ray diffraction, was concluded that a local environment around the amine group in aqueous solution and an interaction of the diamine with precipitated CaCO3 particles were important factors for these reactions.     

国内外炼厂气脱硫技术现状与建议

为降低能耗、操作费用和投资，传统的胺法已有巨大的改进，８０年代中期以来，ＭＤＥＡ工艺在国内外推广应用的成绩显著，已从发挥其选吸优势向利用其节能降耗优势扩展。目前，ＭＤＥＡ工艺已成为气体尤其是炼厂气脱硫脱碳的主体工艺之一。阐述国内外炼厂气脱硫技术的现状与建议