【摘要】：CO_2捕集和封存(carbon capture and sequestration,CCS)是減緩全球氣候變化的重要手段,近年來受到國際社會的廣泛關(guān)注。醇胺溶液吸收法是目前應(yīng)用最多的CO_2捕集技術(shù),但由于其再生能耗高,導(dǎo)致CO_2捕集成本占整個CCS過程的60%以上,在經(jīng)濟性方面難以承受。因此,開發(fā)新的低成本、低能耗的CO_2吸收技術(shù)是目前學(xué)術(shù)界研究的熱點。相變吸收法由于在吸收過程中出現(xiàn)吸收劑-吸收產(chǎn)物的分層現(xiàn)象,可大大降低再生過程的能耗,被認為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)的混合液作為新型相變吸收劑,開展CO_2吸收反應(yīng)動力學(xué)研究。利用鼓泡裝置制備了不同CO_2負載的相變吸收劑,測定了不同條件下相變吸收劑的物理化學(xué)參數(shù),分析了液-液分相后上下層的CO_2負載變化規(guī)律;并利用濕壁塔反應(yīng)裝置研究了溫度、CO_2負載和氣體流速對吸收反應(yīng)速率的影響。結(jié)合動力學(xué)模型,計算了氣膜傳質(zhì)阻力、液膜傳質(zhì)阻力、總傳質(zhì)阻力和反應(yīng)的增強因子等動力學(xué)參數(shù)。實驗所篩選三種新型相變?nèi)芤后w系:4M DMBA+2M DEEA混合溶液體系、2M DMBA+4M DEEA混合溶液體系和1M DETA+4M DEEA混合溶液體系在吸收足量CO_2后均會出現(xiàn)明顯的液-液分層現(xiàn)象。吸收的CO_2主要集中在溶液的下層,且隨著CO_2吸收量的增加,下層溶液的體積和CO_2負載均逐漸增大,而上層溶液的體積逐漸減小,且上層溶液CO_2負載很小。分別以4M DMBA+2M DEEA、2M DMBA+4M DEEA和1M DETA+4M DEEA相變?nèi)軇槲談?在濕壁塔中考察不同反應(yīng)條件對吸收反應(yīng)速率的影響。結(jié)果表明,溫度、CO_2負載和氣體流速均對吸收反應(yīng)速率有一定影響。整體來說,在實驗條件下,CO_2吸收速率隨溫度和氣體流速的升高而增大,隨CO_2負載的增大而減小,但針對不同相變?nèi)軇┢浔憩F(xiàn)又有所差別。對比研究了三種不同相變吸收劑體系的吸收反應(yīng)特性,結(jié)果表明,4M DMBA+2M DEEA具有更高的吸收容量和反應(yīng)穩(wěn)定性。結(jié)合動力學(xué)計算模型,推斷出本實驗所用相變?nèi)軇┪誄O_2的傳質(zhì)阻力主要集中在液膜一側(cè),其吸收CO_2過程主要受液膜擴散過程影響�；瘜W(xué)反應(yīng)對CO_2吸收過程的加速作用實質(zhì)表現(xiàn)在由于反應(yīng)存在改變了液膜內(nèi)反應(yīng)物的濃度梯度。研究結(jié)果為開發(fā)新型CO_2相變吸收技術(shù)提供了理論參考。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X701

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方夢祥;周旭萍;王濤;駱仲泱;;CO_2化學(xué)吸收劑[J];化學(xué)進展;2015年12期

2 代成娜;項銀;雷志剛;;規(guī)整填料塔中離子液體吸收CO_2的傳質(zhì)與流體力學(xué)性能[J];化工學(xué)報;2015年08期

3 徐志明;王穎聰;郜時旺;郭東方;王金意;;碳酸鉀溶液捕集CO_2的吸收熱研究[J];中國電機工程學(xué)報;2015年09期

4 宋紅兵;蓋恒軍;唐林生;唐玉寶;;離子液體吸附二氧化碳的研究進展[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年02期

5 張政;劉彪;覃顯業(yè);農(nóng)潔靜;李艷紅;趙文波;;相變?nèi)軇┪誄O_2研究進展[J];材料導(dǎo)報;2014年21期

6 鄭楚光;趙永椿;郭欣;;中國富氧燃燒技術(shù)研發(fā)進展[J];中國電機工程學(xué)報;2014年23期

7 徐志成;王淑娟;陳昌和;;BDA/DEEA兩相吸收劑吸收CO_2的研究[J];工程熱物理學(xué)報;2013年05期

8 申淑鋒;;基于碳酸鉀溶液吸收CO_2的研究進展[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2013年02期

9 王建秀;吳遠斌;于海鵬;;二氧化碳封存技術(shù)研究進展[J];地下空間與工程學(xué)報;2013年01期

10 姜大膀;富元海;;2℃全球變暖背景下中國未來氣候變化預(yù)估[J];大氣科學(xué);2012年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 毛永娜;我國火電廠二氧化碳捕獲與封存的布局與優(yōu)化研究[D];成都理工大學(xué);2015年

2 衛(wèi)冬麗;中國燃煤電廠二氧化碳排放量計算方法研究[D];北京交通大學(xué);2014年

3 戴月;功能化離子液體的合成、表征及其吸收CO_2的性能研究[D];南京大學(xué);2012年

4 曾慶;氨法吸收二氧化碳的實驗研究[D];清華大學(xué);2011年

，

本文編號：2472905