氨基酸盐和混合CO_2吸收剂的综合特性研究

发布时间：2017-07-02 23:11

  本文关键词：氨基酸盐和混合CO_2吸收剂的综合特性研究

  更多相关文章： 二氧化碳 化学吸收法 氨基酸盐 混合吸收剂 再生 能耗

【摘要】：人类活动排放的温室气体是引起全球气候变暖的主要原因,其中在众多的温室气体中CO2对温室效应的影响最大。中国是以煤炭为主的能源消费大国,CO2主要来源于以煤炭为主体的电力行业,因此燃煤电厂的CO2减排是控制CO2排放的关键。燃烧后碳捕集技术中的化学吸收法是目前实际应用较多,较为成熟的二氧化碳捕集方法。但传统的乙醇胺(MEA)吸收剂具有腐蚀性强,运行过程中溶剂损耗大,抗氧化降解和热降解能力差,再生能耗高等缺点,本文以氨基酸盐吸收剂和混合吸收剂为研究对象,在湿壁塔实验系统、鼓泡吸收实验系统及热再生实验系统上对上述吸收剂的传质特性、吸收特性及再生特性进行研究,并计算各吸收剂的再生能耗。综合比较吸收剂各方面的综合性能,对吸收剂进行量化比较和分析,以期筛选出高效经济的新型CO2吸收剂。本文选取了六种氨基酸盐吸收剂在湿壁塔反应器上进行C0O吸收试验,并筛选出L-脯氨酸钾、甘氨酸钾、肌氨酸钾为较为优秀的吸收剂类型,研究了不同吸收剂浓度、CO2负荷、吸收温度、湿壁塔内总压力对吸收剂CO2吸收特性的影响,得到了L-脯氨酸钾、甘氨酸钾、肌氨酸钾与CO2反应速率常数与温度关系式。不同湿壁塔总压力下气相传质系数与相关流体力学参数的关系表明随着湿壁塔内总压力的升高,气相传质系数逐渐降低,总压力0.3 MPa时气相传质系数较常压下降低86%。综合比较各氨基酸盐吸收剂的吸收再生特性及再生能耗：L-脯氨酸钾MEA肌氨酸钾甘氨酸钾。L-脯氨酸钾吸收剂的综合性能显著优于其他两种氨基酸盐吸收剂及传统MEA吸收剂。在混合吸收剂的研究过程中,在鼓泡吸收实验系统和再生实验系统上对以哌嗪为辅助吸收剂的混合吸收剂进行吸收和再生特性研究。实验结果显示PZ/AEEA吸收剂的吸收特性显著优于MEA及其他三种混合吸收剂。对于PZ/AEEA吸收剂,15%PZ+15%AEEA,313K是PZ/AEEA吸收剂的最佳吸收配比和温度。而以具有较低反应热的三级胺为主体的混合吸收剂PZ/TEDA、PZ/MDEA的再生能耗和再生再生特性方面显著优于其他混合吸收剂和MEA吸收剂。综合比较各混合吸收剂的吸收再生特性及再生能耗：PZ/TEDAPZ/MDEAPZ/L-脯氨酸钾PZ/AEEAMEA。 PZ/TEDA和PZ/MDEA吸收剂因具有再生特性和再生能耗方面的显著优势,使得其总体性能优于其他两种混合吸收剂及MEA吸收剂。
【关键词】：二氧化碳 化学吸收法 氨基酸盐 混合吸收剂 再生 能耗
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 第1章 绪论15-29
• 1.1 课题背景与研究意义15-19
• 1.1.1 温室效应与CO_2排放15-16
• 1.1.2 中国CO_2减排目标及措施16-17
• 1.1.3 燃煤电厂CO_2减排途径17-19
• 1.2 化学吸收法脱除二氧化碳技术19-26
• 1.2.1 化学吸收法的特点19-20
• 1.2.2 二氧化碳化学吸收剂的研究进展20-26
• 1.3 论文选题思路和研究内容26-29
• 1.3.1 论文选题思路26-27
• 1.3.2 研究内容27-29
• 第2章 实验系统与实验方法29-42
• 2.1 湿壁塔实验系统29-34
• 2.1.1 湿壁塔实验系统介绍29-30
• 2.1.2 参数定义及计算方法30-33
• 2.1.3 实验系统可靠性验证33-34
• 2.2 鼓泡吸收实验系统34-37
• 2.2.1 鼓泡吸收实验系统介绍34-35
• 2.2.2 参数定义及计算方法35-36
• 2.2.3 实验系统可靠性验证36-37
• 2.3 再生实验系统37-40
• 2.3.1 再生实验系统介绍37-38
• 2.3.2 参数定义及计算方法38-39
• 2.3.3 实验系统可靠性验证39-40
• 2.4 辅助实验设备40-42
• 第3章 氨基酸盐吸收剂的传质和再生特性研究42-60
• 3.1 实验装置与材料42-44
• 3.2 氨基酸盐吸收剂与CO_2的反应机理44-45
• 3.3 氨基酸盐的传质特性研究45-55
• 3.3.1 氨基酸盐初步筛选实验45-46
• 3.3.2 浓度对氨基酸盐传质特性的影响46-47
• 3.3.3 负荷对氨基酸盐传质特性的影响47-48
• 3.3.4 温度对氨基酸盐传质特性的影响48-52
• 3.3.5 湿壁塔总压力对吸收剂传质特性的影响52-55
• 3.4 氨基酸盐的再生特性研究55-58
• 3.5 本章小节58-60
• 第4章 混合吸收剂的吸收和再生特性研究60-75
• 4.1 实验装置与试剂60-62
• 4.2 混合吸收剂与CO_2的反应机理62-63
• 4.3 混合吸收剂的吸收特性研究63-71
• 4.3.1 对比实验63-66
• 4.3.2 配比对吸收液吸收特性的影响66-68
• 4.3.3 温度对吸收液吸收特性的影响68-71
• 4.4 混合吸收剂的再生特性研究71-74
• 4.5 本章小节74-75
• 第5章 吸收剂的能耗计算75-84
• 5.1 吸收剂再生能耗计算模型75-77
• 5.2 吸收剂再生能耗计算77-82
• 5.3 本章小节82-84
• 第6章 全文总结与展望84-88
• 6.1 全文主要工作与结论84-86
• 6.2 主要创新点86
• 6.3 不足与展望86-88
• 参考文献88-93
• 作者简历93-94

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