大量CO2排放造成的全球氣候變暖等問題,嚴(yán)重影響了人類的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境,已引起各國政府的廣泛關(guān)注。這就要求開發(fā)出高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的碳捕獲新方法。離子液體以其蒸汽壓低、液程寬、穩(wěn)定性好、設(shè)計(jì)簡單等優(yōu)點(diǎn),為開發(fā)新型的吸收CO2方法提供了機(jī)遇。本文采用一種基于量子化學(xué)計(jì)算的COSMO therm篩選方法來預(yù)測CO2在離子液體中的亨利常數(shù),進(jìn)而得出CO2在不同離子液體中的溶解度大小,篩選結(jié)果表明咪唑類離子液體對(duì)C02的溶解度較好。由于氨基功能化離子液體比傳統(tǒng)的離子液體吸收C02的效果好很多,因此,本文使1-氨丙基-3-甲基咪唑陽離子（[C3NH2MIm]+）和1-氨乙基-3-甲基咪唑陽離子（[C2NH2MIm]+）分別與四氟硼酸根陰離子（[BF4]-）、六氟磷酸根陰離子（[PF6]-）、溴離子（[Br]-）、氯離子（[C1]-）以及賴氨酸根陰離子([Lys]-這五種陰離子組合得到10種氨基功能化咪唑類離子液體,并研究各離子液體對(duì)CO2的吸收效果。在研究離子液體的陽離子對(duì)吸收CO2的影響中發(fā)現(xiàn)1-氨丙基-3-甲基咪唑類離子液體對(duì)C02的吸收效果比1-氨乙基-3-甲基咪唑類離子液體對(duì)CO2的吸收... 

【文章來源】：西安石油大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

醇胺溶液吸收CO2工藝裝置示意圖[48]

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2常見捕集CO2的多孔固體材料1.2.3膜材料捕集法膜材料捕集CO2的方法是另一種可以低能耗捕獲和吸收CO2的新方法。該方法主要是利用混合氣體的不同組分在壓力的影響下通過膜材料，然后根據(jù)不同組分氣體穿透速率的差異來實(shí)現(xiàn)CO2的分離，從而對(duì)CO2進(jìn)行捕集和吸收。只要在膜材料的兩側(cè)之間存在壓力差，原料混合氣中高穿透性組分將會(huì)搶先一步快速地穿過膜材料，而穿透性相對(duì)較低的氣體則會(huì)停留在薄膜的進(jìn)氣一側(cè)，然后將膜兩側(cè)的氣體分別抽出，以達(dá)到分離和捕集CO2的目的。這種膜分離方法在天然氣脫硫、脫碳方面都有著廣泛的應(yīng)用。但是在氣體分離過程中，大多數(shù)膜材料的選擇性不高[55]。比較好的解決辦法之一是，在膜材料中引入等待分離的氣體的選擇性基團(tuán)或碎片，例如，以煙道氣或天然氣中的CO2為目標(biāo)，可以將氨基薄片引入膜材料中，從而使膜的選擇性提高[56]。然而，這些膜材料的應(yīng)用具有局限性，其中大多數(shù)僅在實(shí)驗(yàn)室研究中進(jìn)行。工業(yè)中使用的天然氣中的CO2或其他雜質(zhì)氣體的濃度特別低，并且煙道氣中的氣體流量特別大。如果混合廢氣中的CO2濃度小于20％，則膜分離技術(shù)的效率將會(huì)非常低[57]。另外，高溫及其它雜質(zhì)對(duì)膜的破壞，降低了分離效率，降低了膜的壽命。在采用膜分離技術(shù)的過程中，對(duì)混合氣的冷卻進(jìn)行預(yù)處理是非常有必要的[58]。這使得如果將膜分離技術(shù)用于工業(yè)化，則同時(shí)需要具有高滲透性，高選擇性和高穩(wěn)定性的大面積膜分離技術(shù)。因此，其成本高和可行性差阻礙了膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。另外，膜結(jié)垢和膜污染也是環(huán)境保護(hù)中難以克服的問題。圖1-3膜分離過程示意圖

西安石油大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-2常見捕集CO2的多孔固體材料1.2.3膜材料捕集法膜材料捕集CO2的方法是另一種可以低能耗捕獲和吸收CO2的新方法。該方法主要是利用混合氣體的不同組分在壓力的影響下通過膜材料，然后根據(jù)不同組分氣體穿透速率的差異來實(shí)現(xiàn)CO2的分離，從而對(duì)CO2進(jìn)行捕集和吸收。只要在膜材料的兩側(cè)之間存在壓力差，原料混合氣中高穿透性組分將會(huì)搶先一步快速地穿過膜材料，而穿透性相對(duì)較低的氣體則會(huì)停留在薄膜的進(jìn)氣一側(cè)，然后將膜兩側(cè)的氣體分別抽出，以達(dá)到分離和捕集CO2的目的。這種膜分離方法在天然氣脫硫、脫碳方面都有著廣泛的應(yīng)用。但是在氣體分離過程中，大多數(shù)膜材料的選擇性不高[55]。比較好的解決辦法之一是，在膜材料中引入等待分離的氣體的選擇性基團(tuán)或碎片，例如，以煙道氣或天然氣中的CO2為目標(biāo)，可以將氨基薄片引入膜材料中，從而使膜的選擇性提高[56]。然而，這些膜材料的應(yīng)用具有局限性，其中大多數(shù)僅在實(shí)驗(yàn)室研究中進(jìn)行。工業(yè)中使用的天然氣中的CO2或其他雜質(zhì)氣體的濃度特別低，并且煙道氣中的氣體流量特別大。如果混合廢氣中的CO2濃度小于20％，則膜分離技術(shù)的效率將會(huì)非常低[57]。另外，高溫及其它雜質(zhì)對(duì)膜的破壞，降低了分離效率，降低了膜的壽命。在采用膜分離技術(shù)的過程中，對(duì)混合氣的冷卻進(jìn)行預(yù)處理是非常有必要的[58]。這使得如果將膜分離技術(shù)用于工業(yè)化，則同時(shí)需要具有高滲透性，高選擇性和高穩(wěn)定性的大面積膜分離技術(shù)。因此，其成本高和可行性差阻礙了膜分離技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。另外，膜結(jié)垢和膜污染也是環(huán)境保護(hù)中難以克服的問題。圖1-3膜分離過程示意圖


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