甘氨酸钾吸收剂的再生过程研究
捕集二氧化碳过程中，甘氨酸钾吸收剂的吸收速率和吸收容量几乎与醇胺吸收剂等同，但甘氨酸钾凭借其较高的表面张力，使得膜吸收技术中所使用的膜丝更不容易被润湿，从而保持较高的传质通量和传质系数。但甘氨酸钾吸收剂存在再生困难、再生率低、能耗高等关键问题。本课题致力于寻找高再生率、低能耗的环保节约型再生方法，以期解决甘氨酸钾吸收剂的关键问题，为其未来产业化应用提供一定的理论基础。研究内容分为以下三部分: (1)在传统热再生的工艺基础上，提出了一种通过添加一定量的甘氨酸，来提高甘氨酸钾吸收剂再生性能的方法。通过考察实验的重要操作参数，确定了最佳实验条件:甘氨酸钾吸收剂浓度为1mol/L，解吸温度为100℃，加酸量为175g/L，此时甘氨酸钾溶液的再生时间为2.5～3h，较之前减少1～1.5h，再生率为91.6％，解吸能耗为0.99MJ/mol CO2，较传统热再生方式的再生率提高了26.64％，解吸能耗降低了32.67％;采用醇析结晶的方法实现了甘氨酸的回收再利用，回收率高达97.24％，且通过一系列的方法探究发现，结晶甘氨酸与奥博星甘氨酸的解吸效果基本一致;所得甘氨酸钾贫液多次循环吸收-解吸CO2的性能与新鲜甘氨酸钾溶液基本一致，实验系统运行稳定。 (2)本文采用膜解吸法研究了解吸过程中CO2的再生性能和传质性能。通过优化膜解吸过程重要操作参数，确定了膜解吸技术最优工艺条件:甘氨酸钾吸收剂浓度为1mol/L，解吸温度为85℃，装填因子为0.32，液相流量为4.75×10-6m3/s，壳程气相采用吹扫氮气的方式，气相流量为10×10-6m3/s，此时甘氨酸钾的再生时间为2～2.5h，较传统热再生方式减少了1.5～2h，再生率为72.92％，解吸能耗为0.83MJ/mol CO2。 (3)本文最后将加酸法与膜解吸法进行耦合，发现该方法能结合两种方法的优势，其中再生率介于两者之间，为87.34％，解吸单位摩尔二氧化碳的能耗进一步下降，为0.65MJ/mol CO2，再生时间为2h，与未添加弱酸的膜解吸法相比，再生时间减少了0.5h，再生率提高了原来的19.78％，能耗降低了原来的21.69％。
甘氨酸钾吸收剂;热再生;工艺参数;再生性能;传质性能
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
丁忠伟
2019
中文
TQ424.3
2019-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）