基本信息
- 項目名稱：
- 新型高效二氧化碳吸收劑的開發(fā)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本作品在以投入實際應用的MEA吸收液基礎上進行了優(yōu)化改進，以TETA為主體，加入適量MEA組成復合吸收劑，實現(xiàn)性能的互補、增強。通過對復合吸收劑吸收速率、吸收容量、表面張力及表面焓的研究，證實所配吸收劑對二氧化碳有較大的吸收容量，吸收速率高，表面張力小，傳質面積大（有利于增強吸收），再生能耗低，對設備的腐蝕性較單一MEA有所降低。相對傳統(tǒng)的MEA配方具有明顯優(yōu)勢，有較好的工業(yè)應用潛力，推廣前景好。
- 詳細介紹：
- 目前對二氧化碳捕獲的方法中，醇胺法是唯一的得到實際應用的方法，就目前研究成果看，各種方法都有一定的缺陷。目前國內將醇胺法吸收二氧化碳投入實際運營的分別有華能北京熱電（高碑店）及華能上海石洞口第二電廠，所用吸收劑為MEA。MEA吸收二氧化碳速率高，但是吸收容量不大，且再生能耗較高，對設備腐蝕性強。 本作品在原有配方基礎上進行了優(yōu)化改進，以TETA為主體，加入適量MEA組成復合吸收劑，實現(xiàn)性能的互補、增強。通過對復合吸收劑吸收速率、吸收容量、表面張力及表面焓的研究，證實所配吸收劑對二氧化碳有較大的吸收容量，吸收速率高，表面張力小，傳質面積大（有利于增強吸收），再生能耗低，對設備的腐蝕性較單一MEA有所降低。 通過以上結論我們得出，相對已經(jīng)得到實際應用的MEA吸收劑而言，我們的吸收劑更具優(yōu)勢，可大幅提高經(jīng)濟效益，具有較大的工業(yè)應用潛力，推廣前景好。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項目從傳統(tǒng)醇胺法吸收二氧化碳入手，總結經(jīng)驗、結論，從理論上配出一種高性能的，適合工業(yè)應用的復合吸收劑配方，驗證、研究過程從吸收容量，吸收速率，表面張力及再生能耗入手，對所配吸收液進行研究，為工業(yè)應用提供參考與依據(jù)。
科學性、先進性及獨特之處
- 優(yōu)選出適于工業(yè)應用的TETA-MEA吸收液，具有以下特點： 一、對CO2的吸收速率快，吸收容量大，明顯優(yōu)于MEA吸收劑； 二、表面張力較小,塔內傳質面積大,有利于增強吸收； 三、再生能耗降低； 四、對設備腐蝕性較傳統(tǒng)MEA配方小
應用價值和現(xiàn)實意義
- 醇胺法是目前唯一得到實際應用的CO2吸收法，國內現(xiàn)有華能北京熱電廠和華能上海石洞口第二電廠采用單一MEA吸收劑捕集CO2，用本項目提出的新型高效吸收劑，性能明顯優(yōu)于MEA吸收劑，可大幅提高經(jīng)濟效益，具有較大的工業(yè)應用潛力，推廣前景好。
學術論文摘要
- 近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，能源消耗量與日俱增。由此產生的大量CO2等溫室氣體，已對環(huán)境保護及經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展形成巨大壓力。尋找一種行之有效的CO2捕集方法，已引起廣泛關注。醇胺溶液吸收法是當前CO2捕集的主要方法，具有技術成熟、吸收量大、操作成本較低等優(yōu)點，適宜大規(guī)模商業(yè)化分離。 本研究的主要目的是通過測定系列濃度的MEA-TETA復配醇胺水溶液對CO2的溶解度，確定適于工業(yè)應用的MEA-TETA復配體系的組成。并通表面張力實驗，確定該復配體系再生能耗，從而為MEA-TETA復配體系的工業(yè)應用提供基礎數(shù)據(jù)及設計依據(jù)。 實驗結果表明，在以TETA為主體的醇胺水溶液中加入適量MEA，CO2的溶解度變化不大，CO2吸收速率稍有提高，降低表面張力并增強傳質過程，降低再生能耗。當MEA和TETA的質量分率分別為0.0689和0.231時，復配醇胺水溶液一方面對CO2具有較強的吸收能力，同時具有較少的表面張力及表面焓，適于工業(yè)應用。
獲獎情況
- 《廣州化工》2011年第十期（5月30出版）錄用發(fā)表
鑒定結果
- 無
參考文獻
- (1) 焦真, 駱培成, 吳有庭等. 低分壓CO2在有機胺水溶液中的溶解度.化學工程 2006, 9, 43-46 (2) 付東，鐘智坤，呂建燚. 二乙醇胺水溶液的表面張力研究. 華北電力大學學報(自然科學版). 2010, 37(6), 81-84 (3) Maham, Y.; Mather, A. E. Surface Thermodynamics of Aqueous Solutions of Alkylethanolamines. Fluid Phase Equilibria 2001,182, 325-336. (4) Aguila-Hernández, J.; Trejo, A.; Gracia-Fadrique, J. Surface Tension of Aqueous Solutions of Alkanolamines: Single Amines, Blended Amines and Systems with Nonionic Surfactants. Fluid Phase Equilibria 2001, 185, 165-175.
同類課題研究水平概述
- 醇胺溶液吸收法是當前CO2捕集的主要方法。隨著華能北京熱電廠和華能上海石洞口第二電廠MEA吸收劑捕集CO2示范工程的展開，在火電廠CO2減排領域，醇胺溶液吸收法將占據(jù)舉足輕重的地位。 單一MEA吸收工藝的主要缺點是吸收負荷低，對設備腐蝕性比較大，再生能耗相對較高。復配醇胺吸收劑,如TETA-MEA水溶液,有利于在保持較高的吸收速率的同時能提高CO2吸收負荷，降低再生能耗，增大傳質面積。但是至今為止, 少有以研究TETA-MEA水溶液作為吸收劑吸收CO2的文章，且TETA-MEA水溶液中與傳質相關的的表面張力及與再生熱相關的表面焓等性質的研究尚未見諸報道。
