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化学吸收法分离CO_2的新型吸收剂的实验研究

吕忠

  众所周知,人类活动排放大量温室气体导致的温室效应正不断威胁着人类的生存。而在众多温室气体中,C02对温室效应的贡献率超过了60%。因此,我们必须控制C02的排放,特别是燃煤电厂C02的排放。目前,电厂烟气脱碳技术有很多种,包括燃烧前分离、燃烧后分离和富氧燃烧,而在众多的技术路线中,化学吸收法无疑是最成熟也是最具有前景的一种。然而,目前化学吸收法中普遍使用的MEA吸收剂不仅再生能耗高,而且存在着腐蚀、易降解等问题,导致化学吸收法的成本偏高,因此本文从氨水和混合胺两个方向出发,研究开发新型的高效、低能耗吸收剂。主要结论如下: 与MEA相比,氨水具有更好的吸收和再生性能。氨水的吸收受温度和浓度的影响,吸收温度越高、氨水浓度越大,脱除率越高;在再生过程中,当负荷低于0.4 mol CO2/mol NH3时,再生较为困难,在负荷高于0.4 mol CO2/mol NH3时,富液的再生程度随负荷的上升呈线性上升;负荷为0.6 mol CO2/mol NH3的氨水富液已经基本丧失了脱碳能力,通过加热再生后的再生液吸收性能有了很大程度的恢复。 氨水的挥发性较强,且温度越高、浓度越大,氨水的挥发性越强。同等条件下,40℃时氨水的挥发性是O℃时的6.7倍,15%氨水的挥发性则是5%氨水的2倍左右。添加’THAM、AEPD等空间位阻胺对降低氨水的挥发有一定的作用,在添加1%的浓度之后,氨水的挥发量降低了28%-33%,且吸收性能并没有受到很大影响,体现了很好的效果。 在混合胺试验中,从不同的思路出发,试验了多种不同配方的混合吸收剂的吸收、再生性能,并对其作出了量化的评价。研究表明,在以一级胺为主体的吸收剂中,加入三级胺,能在保持较高吸收速率的同时改善溶液的再生性能;而在三级胺为主体的溶液中,加入PZ、DETA等活化剂则可以大幅改善溶液的吸收性能,但再生性能略有下降。因此,吸收剂的选择必需要综合考虑吸收与再生两方面的因素。 在对混合胺吸收剂的综合评价和相对能耗估算中,通过对不同吸收剂综合性能的评估打分,来寻找综合表现佳的吸收剂。通过对比发现,15%MEA+15%MDEA等9种吸收剂具有较好的综合性能,值得进行下一步的深入研究。……   
[关键词]:化学吸收法;能耗;氨水;混和胺
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2011年