火电厂燃烧后化学吸收法碳捕获吸收液特性研究

发布时间：2017-06-16 18:06

  本文关键词：火电厂燃烧后化学吸收法碳捕获吸收液特性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：温室效应加剧引发的全球性环境问题已经越来越受到人们的关注。CO2是最主要的温室气体,以化石燃料为主要能源的电力生产企业是主要的CO2集中排放源之一,约占总排放量的40%。因此,火力发电厂CO2减排将在应对气候变化中发挥重要作用,而在众多碳减排技术中CO2捕获与封存(CCS)被认为是最直接有效的手段之一。本文采用燃烧后化学吸收法,以燃煤和燃气电厂模拟烟气为研究对象,分别采用30%MEA(乙醇胺,monoethanolamine)+TETA(三乙烯四胺,Triethylenetetramine)、30% MEA+MDEA(N-甲基二乙醇胺,N-Methyldiethanolamine)溶液作为CO2的吸收剂。建立小型吸收-解吸联合装置,在循环运行的基础上,研究复配吸收剂的吸收容量、吸收速率、再生效率等关键参数；吸收液在通过添加不同浓度的还原剂来延缓吸收液的氧化降解作用；利用离子交换树脂的交换吸附作用来处理变质的有机胺液以选取合适的、效果较好的树脂对变质胺液进行净化,从而实现胺液的重复利用。吸收-解吸循环实验发现,30%MEA+TETA对燃煤烟气中二氧化碳的捕获效率可高达95%左右；在相同再生条件下,两种吸收剂的解吸率均在55%左右,而30%MEA+MDEA吸收剂的再生解吸率略高于30%MEA+TETA吸收剂,且其贫液负荷略低。30%MEA+TETA的吸收容量较高,并且对不同二氧化碳浓度烟气的适用性更高。吸收剂的紫外分光光谱和GC-MS分析结果表明,溶液经多次吸收-解吸循环会生成2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-乙酰乙醇胺等热稳定盐产物；向溶液中加入0.6%的还原剂联氨时,可以缓解溶液的氧化降解作用,延缓吸收剂降低8%的吸收效率具有较好的抗降解效果；向其中加入0.15%的抗氧化剂1010时,对溶液的氧化降解作用具有较好的缓解作用,可以缓解吸收剂降低4%的吸收效率。在吸收剂净化试验中,利用HPD300、ADS-7、HPD450、S-8、AB-8、DML30六种树脂对变质胺液进行处理,结果表明：AB-8大孔型弱极性离子交换树脂对变质胺液的净化能达到70%以上的净化效果,其净化效果相对其他相关树脂净化研究效果较好。
【关键词】：化学吸收法 还原剂 胺液净化 离子交换树脂
【学位授予单位】：北京交通大学
【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6-7
• ABSTRACT7-9
• 序言9-12
• 第1章 绪论12-26
• 1.1 CO_2与温室效应12
• 1.2 CO_2排放情况12-13
• 1.3 CO_2减排技术现状13-15
• 1.3.1 燃烧前捕获13-14
• 1.3.2 富氧燃烧技术14-15
• 1.3.3 燃烧后捕获15
• 1.4 燃烧后碳捕获技术现状15-17
• 1.5 燃烧后化学法碳捕获吸收剂研究现状17-19
• 1.6 有机胺吸收剂的基本吸收原理19-24
• 1.6.1 MEA吸收剂的吸收原理20-21
• 1.6.2 MDEA吸收剂的吸收原理21
• 1.6.3 三乙烯四胺(TETA)吸收剂的吸收原理21-22
• 1.6.4 有机胺复合吸收剂的吸收原理22-23
• 1.6.5 有机醇胺吸收CO_2理论模型23-24
• 1.7 本文研究内容及创新点24-26
• 第2章 实验部分26-38
• 2.1 实验试剂、仪器及实验装置26-28
• 2.1.1 实验试剂26
• 2.1.2 实验装置流程26-28
• 2.2 实验方法步骤及计算28-38
• 2.2.1 溶液中物质含量的测定29-34
• 2.2.2 离子交换树脂实验指标的测定34-38
• 第3章 复合吸收剂吸收性能研究38-60
• 3.1 MEA基TETA复合胺吸收剂的吸收性能研究38-50
• 3.1.1 MEA+TETA吸收剂吸收燃气烟气中CO_2的循环特性研究38-43
• 3.1.2 MEA+TETA吸收剂吸收燃煤烟气中CO_2的吸收性能43-47
• 3.1.3 MEA+TETA吸收剂吸收燃气/燃煤烟气中CO_2的循环特性47-50
• 3.2 MEA基MDEA复合胺吸收剂的吸收性能研究50-53
• 3.3 吸收液各指标对比分析(TETA与MDEA)53-58
• 3.3.1 TETA与MDEA吸收燃气烟气时的循环特性研究53-55
• 3.3.2 TETA与MDEA吸收燃煤烟气时的循环特性研究55-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第4章 不同还原剂类型对吸收液抗降解作用的研究60-78
• 4.1 吸收剂的降解作用60-63
• 4.1.1 热降解作用60-61
• 4.1.2 氧化降解作用61-63
• 4.2 联氨还原剂对复配吸收液的抗氧化的缓解作用63-69
• 4.2.1 联氨还原剂对吸收液抗氧化的影响64-66
• 4.2.2 不同浓度的联氨还原剂对吸收液抗氧化程度的影响66-69
• 4.3 抗氧化剂1010对复配吸收液抗氧化的缓解作用69-72
• 4.3.1 抗氧化剂1010抗氧化降解机理69
• 4.3.2 不同浓度的抗氧化剂1010对吸收液抗氧化作用程度的影响69-72
• 4.4 吸收液吸收-解吸后降解产物的分析72-75
• 4.5 本章小结75-78
• 第5章 吸收液的净化——循环再生利用78-86
• 5.1 变质胺液组分78
• 5.2 离子交换树脂选取的理化指标78-79
• 5.3 离子交换树脂对变质胺液的净化效果研究79-84
• 5.3.1 树脂处理变质胺液前后胺液的热稳盐分析80-82
• 5.3.2 树脂处理变质胺液前后胺液的色度分析82
• 5.3.3 树脂处理变质胺液前后胺液pH的影响分析82-83
• 5.3.4 树脂处理变质胺液前后胺液中总胺含量的分析83-84
• 5.4 本章小结84-86
• 第6章 结论86-88
• 参考文献88-92
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果92-96
• 学位论文数据集96

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