离子液体改进醇胺工艺捕集二氧化碳的应用研究

发布时间：2017-12-07 06:05

  本文关键词：离子液体改进醇胺工艺捕集二氧化碳的应用研究

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【摘要】：燃煤电厂的烟道气是CO2排放的主要来源,目前工业上应用最广泛的捕集CO2的方法是醇胺法。但此方法有一定的缺陷：乙醇胺易挥发,每吨C02需消耗吸收剂为0.2M.6kg；溶液的使用浓度不能超过20%,循环次数较多,泵的能量消耗大；醇胺溶液中水的存在会与CO2反应生成碳酸,腐蚀不锈钢设备等。离子液体具有不挥发、热稳定性好、安全环保等优点,是一种新型的绿色吸收剂。本文选择乙醇胺/离子液体混合体系吸收C02,将传统的醇胺工艺与离子液体技术相结合,利用离子液体的不挥发性充当溶剂,同时兼顾乙醇胺良好的吸收性,探索吸收性能良好、不易挥发、吸收速率快且再生性能好的吸收剂。本文合成了咪唑类和胺基功能型两类共八种离子液体：[BMIM][BF4]、[BMIM][PF6]、[EMIM][BF4]、[EMIM][PF6];乙二胺甲酸盐[EDA][FA]、乙二胺乙酸盐[EDA][AC]、二乙烯三胺甲酸盐[DETA][FA]、二乙烯三胺乙酸盐[DETA][AC]。并将它们分别与乙醇胺(MEA)混合配制成不同浓度的复配溶液,考察压力、温度、阳离子侧链长度和阴离子类型对吸收效果的影响。实验结果表明：对于咪唑类离子液体,50% ILs+50%MEA(体积浓度)的吸收效果最好,且复配溶液吸收次序[BMIM][BF4]-MEA [EMIM][BF4]-MEA [BMIM][PF6]-MEA[EMIM][PF6]-MEA;对于胺基功能型离子液体,40%ILs+60%MEA(质量浓度)的吸收容量最高,在0.1Mpa下,复配溶液比醇胺水溶液效果提高了27.4%。并且进一步考察了离子液体的种类对复配溶液吸收能力的影响,次序为[DETA][FA]-MEA [DETA][AC]-MEA[EDA][FA]-MEA[EDA][AC]-MEA,均要高于乙醇胺水溶液。通过测定发现[BMIM][BF4]-MEA复配溶液的吸收速率要比乙醇胺水溶液大,这是因为复配溶液反应时生成了不溶性沉淀物,促进了正反应的进行。温度对反应体系会产生两方面的影响：温度越高,反应速率常数也越大,反应能尽快的达到平衡；温度升高会导致吸收量的下降。在复配溶液中温度升高会导致吸收量减小,但影响并不很明显,因此可以判断体系吸收CO2比较稳定。对复配溶液进行了再生性能的考察,结果表明复配溶液经四次吸收-解吸循环后重复利用率可以达到88%,是一种可以循环利用的绿色溶剂。
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ424;X773

【参考文献】

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2 李清方;陆诗建;刘晓东;张建;;MEA-MDEA复合胺溶液吸收烟气中二氧化碳实验研究[J];应用化工;2010年08期

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本文编号：1261373