甘氨酸鹽-TEA脫除燃煤煙氣中CO2的試驗(yàn)研究.pdf

1、全球氣候變化引發(fā)的環(huán)境問題已經(jīng)得到各國(guó)政府的重視。CO2的過度排放是造成這些氣候變化的主要誘因,而燃煤電廠是CO2的一個(gè)重要集中排放源。因此,對(duì)電廠燃煤煙氣中CO2的捕集具有重要意義。
　　本文通過對(duì)二種甘氨酸鹽——Sodiumglycine(SG)和Potassiumglycine(PG)與一種乙醇胺——Triethanolamine(TEA)的單一和混合液(SG+TEA,PG+TEA)吸收和解吸CO2的機(jī)理試驗(yàn)研究、與聚丙烯纖

2、維膜的浸潤(rùn)性試驗(yàn)研究、在聚丙烯中空纖維膜吸收系統(tǒng)中做非循環(huán)運(yùn)行分析CO2脫除率和傳質(zhì)速率的影響因素試驗(yàn)研究以及連續(xù)循環(huán)運(yùn)行時(shí)單一和混合液的對(duì)比試驗(yàn)研究,綜合考查了各吸收液在膜吸收系統(tǒng)中的運(yùn)行規(guī)律,試驗(yàn)中還使用去離子水作為物理吸收對(duì)照組,得到了較為豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù),為下一步更深入研究甘氨酸鹽和三乙醇胺作為吸收液脫除CO2并應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中提供了一些理論依據(jù)。
　　在SG、PG和TEA對(duì)CO2的吸收、解吸機(jī)理試驗(yàn)中,單一液濃度在1

3、mol/L和2mol/L時(shí)吸收和解吸效果排列分別是SG>PG>TEA和TEA>PG>SG,而3mol/L時(shí)分別是PG>SG>TEA和TEA>SG>PG,且解吸的活躍期集中在吸收液沸騰后的20-40min時(shí)間內(nèi)。對(duì)于SG+TEA和PG+TEA的混合吸收液,1mol/L主體濃度時(shí)SG+TEA比PG+TEA整體的吸收和解吸效果都要好,2mol/L和3mol/L主體濃度時(shí)SG+TEA和PG+TEA混合吸收液的吸收和解吸CO2的曲線較密集而導(dǎo)致區(qū)

4、分度不高,只是3mol/L時(shí)PG+TEA比SG+TEA整體的吸收效果要略好一點(diǎn)。
　　在吸收液與膜的浸潤(rùn)性試驗(yàn)中,單一的SG和PG以及作為對(duì)照的去離子水和蒸餾水與聚丙烯纖維膜的接觸角皆大于90°,均表現(xiàn)出疏水性膜的特性,而單一TEA與膜的接觸角都小于90°,均表現(xiàn)出親水性膜的現(xiàn)象?；旌弦篠G+TEA和PG+TEA對(duì)膜的接觸角整體上都略小于單一的SG和PG對(duì)膜的接觸角,結(jié)果還顯示添加TEA會(huì)降低SG和PG對(duì)膜的疏水性。
　　在

5、非循環(huán)運(yùn)行試驗(yàn)中,試驗(yàn)液相的最佳溫度在310-317K之間;液相流速小于0.048m/s時(shí)1mol/LPG的脫碳效果要好于1mol/LSG,大于0.065m/s時(shí)反之;吸收液濃度在1.5mol/L以下時(shí),CO2脫除率和傳質(zhì)速率上升幅度較為明顯,濃度達(dá)2mol/L以后繼續(xù)增加濃度,對(duì)CO2的脫除率和傳質(zhì)速率仍維持較高水平但上升幅度大大減小;氣相流速在0.425m/s到0.491m/s時(shí)各吸收液對(duì)CO2的脫除率下降最明顯,氣相流速在0.2m

6、/s到0.3m/s時(shí)CO2脫除率較高而且傳質(zhì)速率較為穩(wěn)定;模擬煙氣中CO2含量在8％-14%時(shí)吸收液對(duì)CO2的脫除率和傳質(zhì)速率都較高且變化幅度不大。
　　在連續(xù)循環(huán)試驗(yàn)中,1mol/L單一SG的CO2脫除率在運(yùn)行前期要明顯高于PG,2mol/L和3mol/L主體濃度時(shí)SG對(duì)CO2脫除率在運(yùn)行前期也略高于PG,但1,2,3mol/L這三種濃度的SG對(duì)CO2的傳質(zhì)速率整體上都要率略低于PG,TEA的脫除率和傳質(zhì)速率相比甘氨酸鹽SG和P

7、G要差很多,但比單純物理吸收的去離子水還是要強(qiáng)很多。在混合液SG+TEA和PG+TEA的運(yùn)行試驗(yàn)中,1mol/L的SG和PG分別添加0.1、0.2、0.3mol/L的TEA后,添加的TEA對(duì)SG的CO2脫除率和傳質(zhì)速率表現(xiàn)出促進(jìn)作用,而添加的TEA對(duì)PG的CO2脫除率和傳質(zhì)速率顯現(xiàn)抑制作用,2mol/L和3mol/L主體濃度時(shí),添加的TEA對(duì)PG的CO2脫除率有一些提高而對(duì)SG有抑制,但此時(shí)單一的PG整體脫碳效果仍略低于單一的SG,主體