【摘要】：以CO2為主的溫室氣體產(chǎn)生的溫室效應(yīng)已引起全球溫度上升、物種滅絕等一系列嚴(yán)重的問(wèn)題。在CO2的諸多來(lái)源中,火電廠是CO2的集中排放源,其煙道氣中排放的CO2總量約占CO2總排放量的30%。然而隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,CO2的排放量必然會(huì)不斷地增加。因此發(fā)展研究從煙道氣中捕集CO2的新型高效節(jié)能技術(shù)及相關(guān)理論,對(duì)避免溫室效應(yīng),保護(hù)環(huán)境具有極其重要的意義。 由于吸收、吸附、精餾等傳統(tǒng)捕集CO2的方法,分別存在不同程度的缺點(diǎn),使新興的水合物法得到關(guān)注,但是該法仍存在一些問(wèn)題有待解決：間歇操作高能耗,苛刻的溫度壓力條件,較低的水合速率等。本文采用膜分離法和水合物法相耦合,連續(xù)、高效的水合物膜法捕集CO2,以十二烷基硫酸鈉(SDS)-四氫呋哺(THF)、四丁基溴化銨(TBAB)-甲醇(MeOH),四丁基氟化銨(TBAF)-MeOH作為水合物形成的促進(jìn)劑,考察了上述添加劑各自對(duì)C02/N2混合氣分離效果的影響,為水合物膜法捕集CO2工藝技術(shù)提供了理論依據(jù)。 (1)以SDS和THF為添加劑時(shí),分別研究了兩種添加劑濃度對(duì)CO2/N2混合氣的分離效果,結(jié)果發(fā)現(xiàn)250ppmSDS-1.0mol%THF混合添加劑對(duì)混合氣的分離效果最好。隨著原料側(cè)壓力的增大,CO2分離因子先增加后減小,當(dāng)溫度從0.5℃升高到6.0℃時(shí),CO2分離因子不斷增大,在4.10MPa,6.0°C時(shí)CO2分離因子最高為3.84。滲透速率的變化范圍是1.87-4.0lxlO-8mol/(m2?s?Pa)o (2)以TBAB/TBAF和MeOH為添加劑進(jìn)行水合物膜法捕集CO：的實(shí)驗(yàn),考察了添加劑濃度、原料側(cè)壓力、溫度、原料氣組成等對(duì)CO2分離性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)混合添加劑0.229mol%TBAB/TBAF-1.26mol%MeOH的分離效果比單組分添加劑的好,且與純水相比,使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間由300min降低到120～150min。當(dāng)0.229mol%TBAB-1.26mol%MeOH和0.229mol%TBAF-1.26mol%MeOH存在時(shí)最大的CO2分離因子分別為5.90和7.58,滲透速率在1.82-3.48*10-8mol/(m2-s-Pa)范圍內(nèi)變化。且在2.88-4.52MPa和0.5℃-6.0℃范圍內(nèi),CO2分離因子隨著原料側(cè)壓力和反應(yīng)溫度的升高先增加后減小,說(shuō)明壓力和溫度存在一個(gè)最佳范圍。 (3)三組混合溶液分別作為促進(jìn)劑時(shí)均提高了CO2的分離性能,但TBAF-MeOH的促進(jìn)效果最好,TBAF-MeOH存在時(shí),在4.0℃,通過(guò)三級(jí)水合物膜分離可以將電廠煙氣中的CO2由19.71mol%濃縮到94.40mol%。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類(lèi)號(hào)】：P744.4

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本文編號(hào)：2758998