【摘要】：隨著人們對地球溫室效應(yīng)的重視,有關(guān)二氧化碳(CO2)排放、捕集和利用方面的課題已經(jīng)成為研究熱點。工業(yè)排放的CO2大部分來自煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒過程,若能對煙道氣中的C02進行回收利用,將會具有顯著的社會和經(jīng)濟效益。有機胺化學吸收法是諸多工業(yè)捕集C02方法中常用的一種方法。為提高有機胺溶液捕集C02的效率以及降低捕集過程的能耗,論文以羥乙基乙二胺(AEEA)為主體,從改進有機胺配方和研究反應(yīng)機理這兩方面,對有機胺溶液吸收和解吸C02過程進行了系統(tǒng)研究。 在改進有機胺配方方面,首先考察了不同濃度、溫度和C02分壓下,AEEA與N-甲基二乙醇胺(MDEA)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)混合吸收C02的量(mol CO2/mol amine)和穩(wěn)定性等參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)：混胺AEEA+MDEA/AMP水溶液吸收C02的量隨著溫度升高而降低,隨著C02分壓的升高而增大；在總質(zhì)量分數(shù)不變的情況下,混胺AEEA+MDEA/AMP吸收C02的量隨著MDEA/AMP濃度的增大而減小,多次吸收和解吸CO2循環(huán)實驗證明,混胺AEEA+MDEA/AMP水溶液具有較好的穩(wěn)定性。其次,論文對新型叔胺N,N-二甲基乙醇胺(DMMEA)和二乙胺基乙醇(DEEA)代替工業(yè)中現(xiàn)有的有機胺水溶液進行可行性研究后發(fā)現(xiàn)：DMMEA和DEEA的循環(huán)能力較好,具有低溫下吸收C02速率較快,高溫下吸收CO2的量低的特點,有一定的工業(yè)應(yīng)用前景；最后,論文采用苯甲醇(BP)代替水作為溶劑與AEEA混合的方式以達到降低再生能耗的目的,研究發(fā)現(xiàn),AEEA+BP混合吸收C02時,雖然吸收C02的量與AEEA水溶液相比有所降低,但其解吸C02速率大大提高,393K下,相同濃度的AEEA+BP溶液的解吸C02速率為AEEA水溶液的1.3倍,并且,解吸所需要的時間比AEEA水溶液減少30%。 在研究反應(yīng)機理方面,采用碳核磁共振(13C NMR)定量分析了混胺AEEA+AMP水溶液在吸收和解吸CO2過程中離子濃度變化,推導出反應(yīng)機理：在吸收CO2過程中,混胺AEEA+AMP水溶液與C02反應(yīng)生成AEEA伯氨基甲酸鹽、AEEA仲氨基甲酸鹽、質(zhì)子胺和HCO3/CO32-,未生成AEEA二氨基甲酸鹽與AMP氨基甲酸鹽,且生成AEEA伯氨基甲酸鹽的速率大于生成AEEA仲氨基甲酸鹽的速率；在解吸CO2過程中,部分HCO3并沒有直接解吸為CO2,而是與質(zhì)子胺AEEAH+反應(yīng),轉(zhuǎn)化為AEEA仲氨基甲酸鹽；HCO3-/CO32-在解吸過程中容易解吸,而氨基甲酸鹽在解吸過程中難解吸,并且AEEA伯氨基甲酸鹽的穩(wěn)定性比AEEA仲氨基甲酸鹽的穩(wěn)定性強,在解吸過程中更難解吸。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：X701;TQ226.3
【圖文】：

燃燒前捕集系統(tǒng)示意圖

和能耗都比較高。該技術(shù)的優(yōu)點在于C02與氧氣（02) —起參與C02濃度大大提高，可直接回收，并且排放的二氧化硫（S02)和此之外，由于減少了排煙損失，該技術(shù)能夠明顯提高鍋爐的熱效率系統(tǒng)示意圖丨15]。

氧載體被還原成HcOy—l，之后，NUVl進入空氣反應(yīng)器，與空氣中的02反應(yīng)，完成氧載體MxOy的再生�；瘜W鏈燃燒系統(tǒng)原理見圖1.4�？傮w來看，化學鏈燃燒的主要研究難點在于氧載體的制備、反應(yīng)機理的研究以及反應(yīng)器的設(shè)計和運行等方面。目前，化學鏈燃燒技術(shù)仍處于研究階段。電?力^ NB 輪機 1 CO2 , r S 1壓縮器 I 空氣CH4+-4Ni0-C02+2H20MNi ； ) ? IL I H20 ；_? \ 點2:無NO.生丨0# Z ； Ni+O.502-Ni0?? ^^ I ： ： .[in N2(02)z 、 T t Ni : “ 點3:熱效率CH4 ?“屯力圖1.4化學鏈燃燒系統(tǒng)示意圖Fig. 1.4 Schematic diagram of chemical-looping combustion system-5 -

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 Won-Joon Choi;Jong-Beom Seo;Sang-Yong Jang;Jong-Hyeon Jung;Kwang-Joong Oh;;Removal characteristics of CO_2 using aqueous MEA/AMP solutions in the absorption and regeneration process[J];Journal of Environmental Sciences;2009年07期

2 蓋群英;張永春;周錦霞;宋微;王曉春;;有機醇胺溶液吸收二氧化碳的研究[J];現(xiàn)代化工;2007年S2期

本文編號：2778024