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.     

MDEA-TETA混合液捕集电厂烟气中CO2的实验研究

分别以MDEA溶液和MDEA-TETA混合液为吸收剂对电厂烟气中的CO_2进行捕集.在相同的实验条件下,研究了吸收时间、吸收液浓度配比和反应温度对CO_2吸收率的影响,并对两种吸收剂的吸收效果进行对比分析.结果表明:吸收效率随着温度的升高而下降,温度低于45℃时,混胺吸收剂MDEA-TETA的吸收效率受温度的影响显著,温度高于45℃时,单一吸收剂MDEA的活化性能大幅度增强.MDEA-TETA混合液中两种胺的配比为6∶1,反应温度在25~65℃内,反应时间在5~20 min内时CO_2的吸收效果较佳,吸收率达90%以上,不同配比的混胺吸收剂的吸收效果均优于MDEA的吸收效果.     

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.     

有机胺对CO2吸收解吸的研究

利用常压搅拌吸收-解吸装置,在不同温度和浓度条件下,对MEA(乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、MDEA(N-甲基二乙醇胺)、TETA(三乙烯四胺)、DETA(二乙烯三胺)5种有机胺吸收解吸CO2进行研究.探讨了反应温度、吸收液浓度、有机胺种类对CO2吸收和解吸过程的影响规律,并利用正交试验法筛选出性能较好的混合胺复配剂.结果表明,当TETA/DEA=5:1,吸收温度为318K,解吸温度为388K时,混合胺具有较优的吸收解吸综合性能.     

氨水混合吸收剂脱除CO2实验研究

氨水作为一种很有应用前景的CO2化学吸收剂,存在吸收速率慢的问题.使用湿壁塔实验台,考察了不同种类的添加剂(MEA、PZ、1-MPZ、2-MPZ)对氨水吸收CO2速率的影响.结果表明,4种添加剂均能明显提高氨水吸收CO2的速率,其中PZ具有最好的促进效果.0、0.1、0.3和0.5 mol·mol-1负荷下,3 mol·L-1NH3+0.3 mol·L-1PZ溶液的总传质系数(KG)分别是3 mol·L-1NH3溶液在相应负荷下的3、3.2、3.2和2.9倍.改变反应温度、添加剂量、PZ浓度等条件对基于NH3/PZ混合吸收剂吸收CO2的反应过程进行实验,得到了其在不同条件下的KG,初步探讨CO2吸收的反应机制,并计算出准一级反应速率常数为42.7 m3·(mol·s)-1.     

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。     

MEA-AEP混合胺液捕集烟气中CO_2实验

CO_2排放是造成温室效应的主要因素,化学吸收法为烟道气中CO_2回收的重要手段,为选取综合性能较好的吸收剂配方,对乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)3种胺液和哌嗪(PZ)、N-甲基哌嗪(N-MPP)、氨乙基哌嗪(AEP)3种活化剂开展CO_2吸收和再生实验,通过分析相关指标,发现MEA胺液吸收及再生性能优良,为最佳的主体吸收剂,AEP作为活化剂能有效提高单一MEA胺液的吸收、再生性能,且提升效果明显由于其他两种活化剂,确定复配胺液的最佳配比为2 mol/L MEA+0.7 mol/L AEP。     

气液膜接触器分离混合气中CO_2过程研究

建立了膜接触器吸收CO2 ,溶液热再生连续循环实验装置 ,评价了疏水性PP(聚丙烯 )微孔膜 ,MDEA(N 甲基二乙醇胺 )溶液及添加活化剂PZ(哌嗪 )的活化MDEA溶液吸收CO2 传质过程。结果表明 :在溶液浓度 2 5mol L ,气速0 5～ 3 0L min,液速 15～ 15 0mL min时 ,总传质系数Kov为 1 0× 10 - 5～ 3 6× 10 - 5m s(MDEA) ,1 6× 10 - 5～ 4 5×10 - 5m s(MDEA +PZ)。采用阻力层无因次关联方程模型预测Kov值 ,计算值和实验值符合较好。基于模型和实验结果 ,将PZ的吸收行为作为溶液的活化作用 ,在计算Kov值时 ,考虑活化作用因素并归结于化学增强因子E中 ,模型能更好地预测实验结果。实验证明在单一醇胺组份MDEA中添加少量PZ能提高总传质系数Kov值     

N-甲基二乙醇胺/哌嗪溶液和氨水吸收二氧化碳的实验研究

MDEA/PZ溶液被认为是目前燃煤电厂煤燃烧后脱碳过程中一种很有应用前景的化学吸收剂.反应速率和气液平衡是研究CO2吸收剂的重要参数.因此,本文在一个加压湿壁塔实验台上,针对45%MDEA/5%PZ(质量分数)溶液进行实验研究,得到了溶液在20～60℃时的反应速率和在20～120℃之间低CO2负载量(<0.2mol·mol-1)条件下的CO2平衡分压,并拟合出了平衡分压的半经验关联式.鉴于氨水是目前另一种被广泛关注的CO2吸收剂,本文在相同的实验装置上,进行了5%氨水的吸收速率实验,并与MDEA/PZ的实验结果进行了对比.结果表明,两者在20℃和40℃之间的吸收速率接近,20℃时氨水的吸收速率略高,但MDEA/PZ溶液在40℃时的吸收速率高于氨水.基于研究结果,本文推荐45%MDEA/5%PZ溶液的吸收温度窗口应为40～60℃,氨水应为20～40℃.     

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.     

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).     

中空纤维膜接触器分离烟气中CO2

在中空纤维膜接触器试验台上利用模拟烟气进行CO2的分离试验,采用MDEA与MEA和MDEA与氨基酸盐2种混合吸收液,考察吸收液种类、浓度、CO2负荷和烟气CO2含量对脱除效率和传质速率的影响.结果表明,在MDEA水溶液中加入MEA或氨基酸盐作为添加剂,大大提高了脱除效率,改善了传质速率,相对于单一的MDEA吸收液,混合吸收液的脱除效率平均提高了200%,传质速率提高了238%,其中以MEA作为添加剂的混合吸收液的传质速率在2种混合吸收液中最好,传质速率最高可以达到1.7 mol·m-2·h-1.     

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.     

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.     

膜吸收法脱除电厂模拟烟气中的CO2

以氨基乙酸钾、一乙醇胺和甲基二乙醇胺水溶液为吸收液,研究了聚丙烯膜接触器分离模拟烟气中CO₂的技术.分析了气液流速、吸收剂浓度、烟气CO₂浓度和吸收液CO₂负荷等对传质速率和脱除率的影响.结果表明:1mol·L^-1MEA在流速0.1m·s^-1,烟气流速0.211m·s^-1时,CO₂传质速率高达7.1mol·(m²·s)^-1;1mol·L^-1氨基乙酸钾在流速0.05m·s^-1,烟气流速0.211m·s^-1时,脱除率为93.2%;4mol·L^-1氨基乙酸钾在同样条件下脱除率达98%;而且在试验的较广烟气CO₂浓度范围内,氨基乙酸钾CO₂脱除率保持在90%以上.试验证明膜吸收法既适合目前最为普遍的PF和NGCC烟道气脱除CO₂,也是一种应用广泛、有良好发展前景的CO₂分离法.     

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.     

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。