基于燃燒煙氣CO2捕集的相變吸收劑試驗(yàn)研究.pdf

1、化學(xué)吸收法是一種主要的燃燒后CO2脫除技術(shù)，由于其具有良好的工業(yè)基礎(chǔ)，且不需在現(xiàn)有電廠上進(jìn)行大的改動(dòng)，而具有廣闊的發(fā)展前景。但要推動(dòng)該技術(shù)的應(yīng)用，首先要解決其經(jīng)濟(jì)性問題，尤其是吸收劑富液再生時(shí)的能耗問題。新型吸收劑的開發(fā)是降低CO2化學(xué)吸收法中再生能耗的一個(gè)重要研究方向。傳統(tǒng)的醇胺法節(jié)能空間有限，近年來一些學(xué)者提出了應(yīng)用相變吸收劑來達(dá)到降低再生能耗的目的。初步研究表明相變吸收劑能在100℃以下的相對(duì)低溫條件下再生，具有較大的節(jié)能潛力。本

2、文以具有液液相變特性的親脂性胺類試劑為研究對(duì)象，對(duì)新型的相變吸收劑的吸收和再生機(jī)理、試劑篩選、活化混合胺相變吸收劑以及再生能耗等幾個(gè)方面進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)論如下:
　　 以二正丙胺(DPA)、N,N-而甲基環(huán)己胺(DMCA)、N-甲基環(huán)己胺(MCA)三種試劑為研究對(duì)象，研究了吸收(25℃)和再生(80℃)過程中，CO2在有機(jī)相和水相中的分布情況。試驗(yàn)結(jié)果表明三級(jí)胺(DMCA)與二級(jí)胺(DPA、MCA)因與CO2反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)

3、產(chǎn)物不同而具有不同的相變行為。三級(jí)胺DMCA在吸收和再生過程中，CO2主要存在于水相，有機(jī)相溶解量極小，在高負(fù)荷下仍呈兩相狀態(tài)，再生易發(fā)生相變;二級(jí)胺DPA、MCA吸收與再生過程中，CO2在水相和有機(jī)相均勻分布，低負(fù)荷下發(fā)生相變成為均相，再生過程難出現(xiàn)分層。
　　 對(duì)相同濃度的DMCA、MCA在不同吸收溫度和再生溫度下分別進(jìn)行了吸收和再生特性試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)MCA較適合的吸收溫度在25℃左右，再生溫度90℃較合適;D

4、MCA合適的CO2吸收溫度在25℃左右，合適的再生溫度推薦80℃左右。
　　 根據(jù)對(duì)CO2在兩相中分布規(guī)律的研究，提出了以DMCA類再生時(shí)易于發(fā)生相變的試劑為基礎(chǔ)，添加活化劑改善吸收性能，并利用再生時(shí)的相變分層自萃取原理，促進(jìn)基礎(chǔ)試劑和活化劑的再生。文中主要研究了DMCA、二仲丁胺(DSBA)、N.N-二乙基乙醇胺(DEEA)中添加活化劑MCA、PZ、1，4-丁二胺(BDA)后的混合吸收劑在不同添加比例情況下的吸收和再生特性，試

5、驗(yàn)結(jié)果表明DMCA15％+MCA15％、DMCA25％+PZ5％和DSBA15％+MCA15％具有較好的綜合性能優(yōu)勢(shì)，其中DMCA15％+MCA15％的試劑具有和與30％MEA相當(dāng)?shù)奈账俾?，并且再生率?0％MEA高69％，循環(huán)凈負(fù)荷從2.67提高到6.57 mol/kgsolute。
　　 對(duì)約20種試劑以3mol/L的濃度，在25℃吸收和80℃再生條件下分別進(jìn)行了吸收和再生試驗(yàn)。根據(jù)吸收速率、富液負(fù)荷（吸收容量）、再生凈負(fù)

6、荷、再生率四個(gè)主要要素作為評(píng)價(jià)參數(shù)，對(duì)所篩選的試劑進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析。結(jié)果表明在一二級(jí)胺中3-甲基哌啶和4-甲基哌啶具有較MCA更高的吸收速率，再生速率也較MCA高，但是再生凈負(fù)荷和再生率低于MCA溶液;三級(jí)胺的篩選中，未發(fā)現(xiàn)比DMCA具有更好綜合性能優(yōu)勢(shì)的試劑;多級(jí)胺篩選出了1，4丁二胺、氨基乙基哌嗪，其具有良好的吸收速率，同時(shí)具有較高的再生凈負(fù)荷。
　　 通過簡(jiǎn)化的再生塔模型，對(duì)本文所研究的相變吸收劑進(jìn)行了再生能耗估算，DMC