【摘要】：CO_2捕集和封存(carbon capture and sequestration,CCS)是减缓全球气候变化的重要手段,近年来受到国际社会的广泛关注。醇胺溶液吸收法是目前应用最多的CO_2捕集技术,但由于其再生能耗高,导致CO_2捕集成本占整个CCS过程的60%以上,在经济性方面难以承受。因此,开发新的低成本、低能耗的CO_2吸收技术是目前学术界研究的热点。相变吸收法由于在吸收过程中出现吸收剂-吸收产物的分层现象,可大大降低再生过程的能耗,被认为是理想的醇胺吸收替代方法。本文以N,N-二甲基丁胺(DMBA)和二乙氨基乙醇(DEEA)的混合液、二乙烯三胺(DETA)和二乙氨基乙醇(DEEA)的混合液作为新型相变吸收剂,开展CO_2吸收反应动力学研究。利用鼓泡装置制备了不同CO_2负载的相变吸收剂,测定了不同条件下相变吸收剂的物理化学参数,分析了液-液分相后上下层的CO_2负载变化规律;并利用湿壁塔反应装置研究了温度、CO_2负载和气体流速对吸收反应速率的影响。结合动力学模型,计算了气膜传质阻力、液膜传质阻力、总传质阻力和反应的增强因子等动力学参数。实验所筛选三种新型相变溶液体系:4M DMBA+2M DEEA混合溶液体系、2M DMBA+4M DEEA混合溶液体系和1M DETA+4M DEEA混合溶液体系在吸收足量CO_2后均会出现明显的液-液分层现象。吸收的CO_2主要集中在溶液的下层,且随着CO_2吸收量的增加,下层溶液的体积和CO_2负载均逐渐增大,而上层溶液的体积逐渐减小,且上层溶液CO_2负载很小。分别以4M DMBA+2M DEEA、2M DMBA+4M DEEA和1M DETA+4M DEEA相变溶剂为吸收剂,在湿壁塔中考察不同反应条件对吸收反应速率的影响。结果表明,温度、CO_2负载和气体流速均对吸收反应速率有一定影响。整体来说,在实验条件下,CO_2吸收速率随温度和气体流速的升高而增大,随CO_2负载的增大而减小,但针对不同相变溶剂其表现又有所差别。对比研究了三种不同相变吸收剂体系的吸收反应特性,结果表明,4M DMBA+2M DEEA具有更高的吸收容量和反应稳定性。结合动力学计算模型,推断出本实验所用相变溶剂吸收CO_2的传质阻力主要集中在液膜一侧,其吸收CO_2过程主要受液膜扩散过程影响。化学反应对CO_2吸收过程的加速作用实质表现在由于反应存在改变了液膜内反应物的浓度梯度。研究结果为开发新型CO_2相变吸收技术提供了理论参考。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X701
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 方梦祥;周旭萍;王涛;骆仲泱;;CO_2化学吸收剂[J];化学进展;2015年12期
2 代成娜;项银;雷志刚;;规整填料塔中离子液体吸收CO_2的传质与流体力学性能[J];化工学报;2015年08期
3 徐志明;王颖聪;郜时旺;郭东方;王金意;;碳酸钾溶液捕集CO_2的吸收热研究[J];中国电机工程学报;2015年09期
4 宋红兵;盖恒军;唐林生;唐玉宝;;离子液体吸附二氧化碳的研究进展[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2015年02期
5 张政;刘彪;覃显业;农洁静;李艳红;赵文波;;相变溶剂吸收CO_2研究进展[J];材料导报;2014年21期
6 郑楚光;赵永椿;郭欣;;中国富氧燃烧技术研发进展[J];中国电机工程学报;2014年23期
7 徐志成;王淑娟;陈昌和;;BDA/DEEA两相吸收剂吸收CO_2的研究[J];工程热物理学报;2013年05期
8 申淑锋;;基于碳酸钾溶液吸收CO_2的研究进展[J];河北科技大学学报;2013年02期
9 王建秀;吴远斌;于海鹏;;二氧化碳封存技术研究进展[J];地下空间与工程学报;2013年01期
10 姜大膀;富元海;;2℃全球变暖背景下中国未来气候变化预估[J];大气科学;2012年02期
相关硕士学位论文 前4条
1 毛永娜;我国火电厂二氧化碳捕获与封存的布局与优化研究[D];成都理工大学;2015年
2 卫冬丽;中国燃煤电厂二氧化碳排放量计算方法研究[D];北京交通大学;2014年
3 戴月;功能化离子液体的合成、表征及其吸收CO_2的性能研究[D];南京大学;2012年
4 曾庆;氨法吸收二氧化碳的实验研究[D];清华大学;2011年
，
本文编号：
2472905
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/2472905.html
