基于PTFE中空纖維膜的膜閃蒸法進(jìn)行CO2吸收劑再生研究.pdf

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