醇胺溶液CO2吸收性能与解吸能耗实验研究
醇胺溶液化学吸收法被广泛应用于电厂烟气CO2的捕集回收，但目前该法存在吸收剂吸收效率较低、解吸能耗高、设备庞大等问题，严重制约着烟气二氧化碳捕集技术的大规模推广。开展吸收剂性能的实验研究，优化筛选高吸收率、低解吸能耗、抗降解的新型配方型吸收剂，可以有效降低CO2捕集成本，为电厂烟气CO2的大规模减排提供技术支持。 实验选取了具有代表性的MEA、DEA、TEA和AEE溶液，分析了溶液吸收速率、解吸速率、溶液pH值以及再生度随反应时间和溶液CO2吸收总量的变化规律。实验结果表明:溶液CO2吸收速率随反应的进行不断降低，且在前30min内，吸收速率下降较快，随后下降趋势变缓;相同浓度醇胺溶液的吸收速率大小依次为AEE＞MEA＞DEA＞TEA;溶液pH值随着吸收的进行呈下降趋势，且TEA溶液在反应前25min内pH下降最快。 借鉴电厂烟气二氧化碳捕集示范工程的实际工艺路线，设计并搭建了间歇式化学法捕集二氧化碳解吸能耗测定实验平台，测定多种吸收剂的CO2解吸能耗，重点考察不同工况下醇胺溶液的解吸能耗、解吸速率、再生度、溶液活性以及解吸CO2总量的耦合规律。实验结果表明:吸收剂瞬时解吸能耗随反应时间的变化显著，呈现出降-平缓-急剧升高的变化规律;相同实验条件下，反应的前40min里不同组分吸收剂的CO2解吸能耗差别较大，依次为MEA＞TEA＞DEA＞AEE;反应进行到50～85min时，四种溶液在多种浓度下解吸能耗差别不大，瞬时解吸能耗维持在7～15GJ/tCO2;解吸反应的末段，所有溶液的解吸能耗急剧升高，且CO2解吸总量微弱。醇胺溶液解吸速率随溶液浓度的增大而升高，解吸速率随反应时间的变化曲线呈现典型的升-降抛物线趋势。相同浓度醇胺溶液的平均解吸速率依次为:AEE＞DEA＞TEA＞MEA。吸收剂再生度的增大趋势呈缓慢-剧烈-缓慢规律，TEA溶液再生度可高达90％。 开展了吸收剂多次循环吸收解吸特性实验研究。实验结果表明:传统吸收剂溶液多次循环反应时的吸收、解吸速率变化不大，AEE溶液吸收速率随着循环次数增加下降明显;吸收剂解吸能耗随循环反应次数的变化大小依次为MEA＞DEA＞TEA＞AEE。AEE溶液在多次循环反应过程中的解吸能耗变化最小。
电厂烟气;二氧化碳捕集;醇胺溶液;吸收性能;解吸能耗
青岛科技大学
硕士
化工过程机械
刘炳成
2013
中文
X773
87
2014-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）