胺基離子液體-膜接觸器耦合系統(tǒng)分離CO2的研究.pdf

1、化學吸收法捕獲CO2技術(shù)是目前短時間內(nèi)控制工業(yè)CO2排放最有效的方法。然而，其存在液泛、發(fā)泡、溝流、夾帶等運行問題，且傳質(zhì)效率低、運行能耗過高、經(jīng)濟性差。而中空纖維膜接觸器與化學吸收法相結(jié)合的膜吸收技術(shù)因具有較高的吸收傳質(zhì)通量和低CO2再生能耗，被認為是具有前景的碳捕獲技術(shù)。膜吸收技術(shù)面臨的關鍵問題是選擇適宜的吸收劑，以達到提高膜吸收-再生循環(huán)過程長期運行穩(wěn)定性的目的。
　　本文利用一步合成法設計合成四種胺基離子液體，并利用紅外光

2、譜和拉曼光譜分析了胺基離子液體的合成機理及其與CO2的作用原理，研究了離子液體的理化性質(zhì)及其水溶液對CO2的吸收負荷。結(jié)果表明:四種離子液體水溶液在常溫條件下對CO2均有很高的吸收量，離子液體與CO2的摩爾比在1.25～1.63之間;離子液體的黏度由其陰離子和陽離子共同決定，且吸收CO2飽和后離子液體的黏度急劇升高;合成的離子液體均呈弱堿性，pH值在10.40～10.76間，吸收CO2飽和后的溶液pH值則降低到6.64～6.89。

3、>　　對胺基離子液體進行膜吸收CO2性能評價，研究了氣液相流速、進氣CO2濃度對總傳質(zhì)系數(shù)和脫碳率的影響。試驗結(jié)果表明:離子液體吸收CO2性能由大到小依次為:三乙烯四胺甲酸鹽（[TETA][HCOO]）＞三乙烯四胺乳酸鹽([TETA][Lac])＞二乙烯三胺甲酸鹽([DETA][HCOO])＞二乙烯三胺乳酸鹽([DETA][Lac])，其中[TETA][HCOO]膜吸收過程總傳質(zhì)系數(shù)最高為2.4×10-5m/s，脫碳率最高可達98.73

4、％;影響CO2吸收效果的因素由強到弱依次為:進氣CO2濃度＞氣相流速＞液相流速。
　　在70℃的膜再生溫度和20kPa的運行壓力條件下進行膜再生試驗，離子液體的再生率可達89.41％～95.69％，離子液體的循環(huán)利用率高，且比傳統(tǒng)有機胺吸收劑的富液再生溫度120℃降低了50℃左右。
　　在膜的長期運行穩(wěn)定性試驗以[TETA][HCOO]為吸收劑，在常溫條件下研究膜吸收長期運行中CO2吸收性能隨時間的變化規(guī)律。運行50h后總傳