脯氨酸钾/乙醇相变吸收剂捕集CO 2 的应用基础研究
发布时间：2022-10-05 20:39
吸收剂再生能耗高是传统乙醇胺水溶液捕集CO2过程的主要缺点。相变吸收剂将吸收的CO2富集在其中一相,仅再生富集相可提高能量有效利用率,有望大幅降低再生过程中热能消耗。与其它氨基酸盐水溶液沉淀体系相比,脯氨酸钾/乙醇溶液作为一种氨基酸盐贫水溶剂,具有较快的吸收速率及较宽的相变操作窗口。但是关于其吸收CO2的液固相变特性、反应机理以及动力学特征等方面仍未见报道。因此开展脯氨酸钾/乙醇溶液捕集CO2的研究对于构建高能效氨基酸盐贫水相变溶剂体系具有重要的理论价值与现实意义。本论文在快速筛选装置中考察了脯氨酸钾/乙醇溶液吸收和解吸CO2的过程特性及CO2分配特征;利用密度粘度仪测量了脯氨酸钾/乙醇溶液的物性数据;在静态气液平衡装置测量了在不同温度下溶液吸收CO2的气液平衡以及N2O溶解度数据;利用13C NMR和XRD等分析技术确定了脯氨酸钾在乙醇中与CO2的反应机理及固相沉淀组...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 相变吸收剂捕集CO_2的研究现状
1.2.1 液-固相变吸收剂
1.2.2 液-液相变吸收剂
1.3 论文研究目的与内容
第2章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2后的相变特性
2.1 实验中所用药品、仪器与溶液制备
2.2 实验装置与步骤
2.2.1 CO_2吸收特征
2.2.2 吸收-解吸循环
2.2.3 CO_2吸收热
2.3 分析方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 吸收剂的吸收速率比较
2.4.2 ProK/ethanol溶液的CO_2吸收特性
2.4.3 两相组成分析
2.4.4 吸收剂使用性能
2.4.5 CO_2吸收反应热
2.5 本章小结
第3章 脯氨酸钾/乙醇溶液的基础物性数据
3.1 实验所用药品、仪器与溶液制备
3.2 实验装置与步骤
3.2.1 含水量测量
3.2.2 密度测量
3.2.3 粘度测量
3.2.4 N_2O溶解度测量
3.3 物性经验模型
3.4 结果与讨论
3.4.1 实验装置和方法验证
3.4.2 密度与粘度
3.4.3 N_2O和CO_2物理溶解度
3.5 本章小结
第4章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2的气液平衡
4.1 实验所用的药品、仪器与溶液制备
4.2 实验装置与步骤
4.3 气液平衡半经验模型
4.4 结果与讨论
4.4.1 实验装置与方法验证
4.4.2 CO_2-ProK/ethanol体系的气液平衡
4.5 本章小结
第5章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2的反应动力学
5.1 实验药品与溶液制备
5.2 反应机理与传质模型
5.2.1 吸收化学反应
5.2.2 总吸收反应速率
5.2.3 传质过程
5.3 实验装置与步骤
5.3.1 物理传质系数测定
5.3.2 气相传质的影响
5.3.3 动力学实验
5.4 结果与讨论
5.4.1 物性数据的预测
5.4.2 液相传质速率
5.4.3 气相中CO_2含量对总传质速率的影响
5.4.4 反应动力学
5.5 本章小结
结论与展望
附录
附录A：物理量名称及符号表
附录B：实验数据表格
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展[J]. 边阳阳,申淑锋. 河北科技大学学报. 2017(05)
[2]相变溶剂捕集CO2技术的研究进展[J]. 安山龙,汪黎东,于松华,伍思宇. 化工环保. 2017(01)
[3]环丁砜对乙醇胺溶液吸收和解吸CO2的影响[J]. 郭东方,郜时旺,罗伟亮,陈健. 化工学报. 2016(12)
[4]Review of solvent based carbon-dioxide capture technologies[J]. Kathryn A.MUMFORD,Yue WU,Kathryn H.SMITH,Geoffrey W.STEVENS. Frontiers of Chemical Science and Engineering. 2015(02)
[5]基于碳酸钾溶液吸收CO2的研究进展[J]. 申淑锋. 河北科技大学学报. 2013(02)
[6]相变吸收剂对CO2吸收与再生特性[J]. 汪明喜,方梦祥,汪桢,潘一力,骆仲泱. 浙江大学学报(工学版). 2013(04)
硕士论文
[1]碱性氨基酸盐活化碳酸钾溶液吸收CO2的动力学研究[D]. 杨亚男.河北科技大学 2016
[2]有机胺非水体系相变吸收CO2研究[D]. 张政.昆明理工大学 2016
[3]基于燃煤烟气CO2捕集的相变吸收剂试验研究[D]. 汪明喜.浙江大学 2013
本文编号：3686468
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 相变吸收剂捕集CO_2的研究现状
1.2.1 液-固相变吸收剂
1.2.2 液-液相变吸收剂
1.3 论文研究目的与内容
第2章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2后的相变特性
2.1 实验中所用药品、仪器与溶液制备
2.2 实验装置与步骤
2.2.1 CO_2吸收特征
2.2.2 吸收-解吸循环
2.2.3 CO_2吸收热
2.3 分析方法
2.4 结果与讨论
2.4.1 吸收剂的吸收速率比较
2.4.2 ProK/ethanol溶液的CO_2吸收特性
2.4.3 两相组成分析
2.4.4 吸收剂使用性能
2.4.5 CO_2吸收反应热
2.5 本章小结
第3章 脯氨酸钾/乙醇溶液的基础物性数据
3.1 实验所用药品、仪器与溶液制备
3.2 实验装置与步骤
3.2.1 含水量测量
3.2.2 密度测量
3.2.3 粘度测量
3.2.4 N_2O溶解度测量
3.3 物性经验模型
3.4 结果与讨论
3.4.1 实验装置和方法验证
3.4.2 密度与粘度
3.4.3 N_2O和CO_2物理溶解度
3.5 本章小结
第4章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2的气液平衡
4.1 实验所用的药品、仪器与溶液制备
4.2 实验装置与步骤
4.3 气液平衡半经验模型
4.4 结果与讨论
4.4.1 实验装置与方法验证
4.4.2 CO_2-ProK/ethanol体系的气液平衡
4.5 本章小结
第5章 脯氨酸钾/乙醇溶液吸收CO_2的反应动力学
5.1 实验药品与溶液制备
5.2 反应机理与传质模型
5.2.1 吸收化学反应
5.2.2 总吸收反应速率
5.2.3 传质过程
5.3 实验装置与步骤
5.3.1 物理传质系数测定
5.3.2 气相传质的影响
5.3.3 动力学实验
5.4 结果与讨论
5.4.1 物性数据的预测
5.4.2 液相传质速率
5.4.3 气相中CO_2含量对总传质速率的影响
5.4.4 反应动力学
5.5 本章小结
结论与展望
附录
附录A：物理量名称及符号表
附录B：实验数据表格
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展[J]. 边阳阳,申淑锋. 河北科技大学学报. 2017(05)
[2]相变溶剂捕集CO2技术的研究进展[J]. 安山龙,汪黎东,于松华,伍思宇. 化工环保. 2017(01)
[3]环丁砜对乙醇胺溶液吸收和解吸CO2的影响[J]. 郭东方,郜时旺,罗伟亮,陈健. 化工学报. 2016(12)
[4]Review of solvent based carbon-dioxide capture technologies[J]. Kathryn A.MUMFORD,Yue WU,Kathryn H.SMITH,Geoffrey W.STEVENS. Frontiers of Chemical Science and Engineering. 2015(02)
[5]基于碳酸钾溶液吸收CO2的研究进展[J]. 申淑锋. 河北科技大学学报. 2013(02)
[6]相变吸收剂对CO2吸收与再生特性[J]. 汪明喜,方梦祥,汪桢,潘一力,骆仲泱. 浙江大学学报(工学版). 2013(04)
硕士论文
[1]碱性氨基酸盐活化碳酸钾溶液吸收CO2的动力学研究[D]. 杨亚男.河北科技大学 2016
[2]有机胺非水体系相变吸收CO2研究[D]. 张政.昆明理工大学 2016
[3]基于燃煤烟气CO2捕集的相变吸收剂试验研究[D]. 汪明喜.浙江大学 2013
本文编号：3686468
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