CO2膜吸收—膜解吸耦合操作过程的行为研究
膜吸收-膜解吸法捕集分离CO2克服了传统塔器吸收-解吸过程中液泛、雾沫夹带等操作限制，提供了更大的传质比表面积且能量消耗低，具有很好的实际应用前景。实际工业过程中，CO2的捕集分离总是以吸收-解吸循环耦合的形式出现，但目前膜吸收领域的研究仍集中于单一吸收或单一解吸过程，对膜吸收-膜解吸耦合操作条件下各因素的影响情况探索较少。
因而，本文系统考察了膜吸收-膜解吸耦合操作条件下，吸收/解吸温度、液相流速、吸收剂浓度等因素和中空纤维膜器结构参数、串并联操作方式等条件对传质性能、热能耗的影响情况及作用机制。
实验结果表明:提高解吸温度、降低吸收温度、减小液相流速、增大吸收剂浓度、选取适中的装填因子均可以提高传质效率;较高的吸收温度、较低的解吸温度、较低的液相流速、较高的吸收剂浓度和适中的装填因子均有利于热能耗的降低。此外，多根膜接触器的串联操作可以增加吸收剂的停留时间，提高传质效率;并联操作可以在保证传质效率不降低的前提下，成倍增加单位时间内的吸收剂处理量。
本文选择装填因子0.18的聚丙烯中空纤维膜接触器，以5.0mol·L-1的MDEA溶液为吸收剂，在液相流速0.035cm/s、解吸段管程压力80kPa、吸收温度40℃、解吸温度90℃条件下，采用多级串联方式作为较优实验条件。得到:有效负载率66.31％，传质通量19.98×10-4 mol·m-2·s-1，总传质系数10.97×10-4 m·s-1。升温显热49.92kJ/molCO2，蒸发潜热3.32 kJ/molCO2。实验结果表明:在高传质效率下，膜吸收-膜解吸耦合操作过程热能耗远远低于常规吸收-解吸过程。
膜吸收;膜解吸;耦合操作;传质效率
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
张卫东
2013
中文
TQ028.8
88
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）