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文檔簡介
1、近一百年來化石燃料的大量使用,導(dǎo)致溫室效應(yīng)愈加嚴(yán)重。捕集CO2氣體被認(rèn)為是當(dāng)前最為可行的控制溫室效應(yīng)技術(shù),膜吸收法被認(rèn)為是最有潛力的CO2氣體捕集分離方法。在膜吸收法對膜材料的性能有一定的要求,PTFE中空纖維膜因其超強(qiáng)的疏水性,被認(rèn)為是最為理想的膜材料。在CO2氣體捕集過程中,CO2吸收劑的再生保證了吸收劑的有效利用。目前CO2吸收劑的再生主要是熱再生,熱再生過程不僅占地面積大、對設(shè)備腐蝕性高,而且能耗大,嚴(yán)重影響了捕集CO2技術(shù)的推
2、廣。因此,研究新型的CO2吸收劑再生技術(shù)成為了捕集CO2技術(shù)的重點(diǎn)之一。本論文自制疏水性PTFE中空纖維膜和親水性PTFE中空纖維膜,并研究浸沒式膜吸收脫除CO2和膜閃蒸法再生CO2吸收劑的工藝參數(shù),具體內(nèi)容如下:
?。?)通過“擠出—拉伸—燒結(jié)”法制備PTFE中空纖維膜,對PTFE中空纖維膜進(jìn)行親水化改性,并對PTFE中空纖維膜的微觀表面形態(tài),孔徑分布以及內(nèi)外表面水接觸角進(jìn)行測試表征。(2)對混合氣體流速、吸收劑濃度、攪拌速度
3、等浸沒式膜吸收脫除CO2工藝參數(shù)進(jìn)行研究。(3)采用親水PTFE中空纖維膜對閃蒸溫度、閃蒸壓強(qiáng)、富液流速、膜組件長度、膜組件裝填密度、膜孔徑等膜閃蒸再生CO2吸收劑工藝參數(shù)進(jìn)行研究。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)采用“擠出—拉伸—燒結(jié)”方法制備出的PTFE中空纖維膜水接觸角在115°左右,經(jīng)改性后親水PTFE中空纖維膜的接觸角在80°左右,通過改變拉升比能夠改變膜孔經(jīng)的大小。(2)混合氣體流速越小,氣體與吸收劑接觸時間越長,所以CO2
4、吸收率越大。吸收劑濃度越高,吸收劑與CO2反應(yīng)速率越快,吸收劑能夠負(fù)載的CO2量越多,所以CO2吸收率和吸收量越大。攪拌速度越快分子間運(yùn)動越快,所以CO2吸收率和吸收量越大。(3)閃蒸溫度越高,富液熱解吸效果越好,所以CO2解吸率和解吸通量越大。閃蒸壓強(qiáng)越大,CO2在殼程的分壓越大,液體中CO2分壓與殼程中CO2分壓差越小,CO2傳質(zhì)動力越小,所以CO2解吸率和解吸通量越小。富液流速越大,富液循環(huán)次數(shù)越多,熱損失越嚴(yán)重,熱解吸效果越差,
5、所以CO2解吸率和解吸通量越小。膜組件長度越長,膜面積越大,所以CO2解吸通量越小。當(dāng)膜組件的裝填密度小于10%時,膜絲間的空隙較大,液體間相互接觸的幾率小,富液循環(huán)次數(shù)隨著裝填密度的增大而減少,所以CO2解吸率隨著裝膜組件填密度的增大而增大。當(dāng)膜組件裝填密度大于10%時,膜絲間排列緊密,滲透的液體接觸融為大液體的概率增加,增加了CO2傳質(zhì)阻力,所以CO2解吸率隨著裝膜組件填密度的增大而減小。因?yàn)槟っ娣e隨膜組件裝填密度的增大而增大,所以
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