膜闪蒸过程CO2解吸性能及复合吸收剂的研究
在CO2捕集与封存利用技术中，CO2解吸过程保证了吸收剂有效地重复再生利用及吸收过程的持续高效率进行。但传统的碳捕集过程CO2解吸的传质效率低，解吸过程能耗约为整个脱碳系统能耗的80％以上。因此，发展高效低能耗的CO2解吸新技术已成为目前CO2捕集与封存技术（CO2 Capture and Storage，简称CCS）研究的难点之一。
常用的CO2吸收剂多为醇胺类水溶液，其解吸过程为典型的热解吸过程;CO2解吸速率很大程度上受解吸化学反应的限制;基于此，向醇胺吸收剂中加入物理吸收剂组成复合吸收剂，通过溶剂筛选法对吸收剂及其配比进行选择。
膜闪蒸过程将膜分散与CO2减压解吸过程相结合，利用微孔膜作为相分散的介质，在膜两侧压力差的推动下将吸收剂富液均匀分散到膜后侧的气相中，实现传质分离。本课题研究通过膜器结构等考察各种操作条件以及因素对解吸性能的影响，探索CO2膜闪蒸工艺的传质机理，确定最佳操作条件以及最优工艺。结合中空纤维膜的优势强化传质，有效降低吸收剂再生能耗。为该技术的工业化应用提供指导。
本文研究证明，采用质量比MDEA∶NHD∶H2O=2∶4∶4作为复合吸收剂，在液相流量为5mL·min-1，真空度为70kPa，解吸温度为70℃的条件下，使用名义孔径为2μm的平板膜组件进行膜闪蒸过程解吸CO2研究，CO2的解吸率为95.1％, CO2传质通量为0.171 mol·m-2·s-1，其吸收剂在膜组件内停留时间仅为数秒;CO2解吸能耗仅为1665kJ·kg-1CO2，远远低于传统化学吸收法再生过程的能耗3.2～4.0×103 kJ· kg-1CO2。
膜闪蒸过程;解吸过程;复合吸收剂;膜分散;传质性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
张卫东
2013
中文
TQ028.17
94
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）