PSF-TEPA膜基固态胺制备及CO2吸附性能研究

在空间站和载人深潜器等长期密闭空间中,CO_2体积分数的增加严重影响室内人员的身体健康。文中研究采用浸润的方法将四乙烯五胺(TEPA)负载在非对称结构聚砜(PSF)中空纤维膜的指状孔道内制得PSF-TEPA中空纤维膜基固态胺,系统考察其在模拟人类工作环境下吸附低体积分数CO_2的性能。结果表明:PSF-TEPA膜基固态胺中TEPA的最佳负载量为47. 11%,此时CO_2穿透吸附容量与饱和吸附容量分别达到56. 58 mg/g和85. 10 mg/g(20℃),二者比值高达66. 49%;在5—50℃范围内,固态胺吸附性能随温度和体积分数的升高而增大,温度为50℃、CO_2体积分数为0. 55%时,饱和吸附量达到102. 13 mg/g;经6次循环再生,PSF-TEPA饱和吸附量略有降低,但趋于稳定。PSF-TEPA膜基固态胺对CO_2优良的吸附效果和稳定的再生性能,使其在低体积分数CO_2脱除方面有较大的应用前景。     

不同胺基CO2固体吸收剂的热稳定性能

为应对温室效应对全球气候的影响,CO₂的捕集和封存(carbon capture and storage,CCS)技术成为近年来的研究热点.我国能源消费结构以煤为主,煤燃烧排放的CO₂约占我国CO₂排放总量的82%^[1],主要用于发电.因此研究燃煤电站烟气中脱除CO₂的技术具有重要意义.     

TEPA/甲醛合成沥青抗剥离剂研究

利用正交试验对四乙烯五胺（ＴＥＰＡ）／甲醛合成沥青抗剥离剂进行了研究,优化了主要工艺条件;对合成反应中碱度的变化进行了探讨;通过红外谱图结构分析,表明产物中存在有—Ｃ＝Ｎ—Ｒ基团。     

固态胺复合材料对CO2吸附性能的研究探讨

目前,造成温室效应的CO2气体对人类和自然环境所产生的负面影响和危害的问题已成为全球普遍关注的热点问题.针对于该问题所提出的研究和技术也不在少数,而近年来,出现了一种新型的CO2吸附材料-固态胺,本文主要针对目前固态胺CO2吸附材料的制备、吸脱原理和优劣势进行探讨研究,为今后新型的固态胺CO2吸附材料的研究以及工艺设计等提供一定的参考依据.     

甲醇对于PEI-SBA固态胺制备及其性能的影响

固态胺材料具有优异的二氧化碳(CO₂)选择吸附性能,是一类潜在的CO₂捕集材料。作为一种重要的固态胺材料,SBA-15负载聚乙烯亚胺(PEI-SBA-15)由于原材料较为廉价且性能优异受到了大量的关注。PEI-SBA-15的制备过程需要采用甲醇溶剂,而溶剂使用量对于其CO₂吸附性能的影响尚无系统研究。系统研究了溶剂使用量对SBA-15负载聚乙烯亚胺的CO₂吸附性能的影响。研究结果表明,可以同时实现提升CO₂吸附性能和CO₂/N₂选择性和大幅降低甲醇的使用量。对于降低PEI-SBA-15的制备成本以及提升制备过程环保性具有重要意义。     

TEPA/MCM-41固体胺吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

制备了具有高CO_2吸附性能的TEPA/MCM-41固体胺吸附剂,并采用N_2物理吸脱附、XRD、FTIR、EA、TG-DSC等方法对其进行系统表征。采用重量法测试了吸附剂的吸附与循环稳定性能。结果表明,吸附温度为75℃,CO_2/N_2(体积比12%/88%)的气氛条件下,60%TEPA/MCM-41的吸附量最高为123.24 mg/g,经5次循环吸脱附后,CO_2吸附量降低约7.8%。同时借助计算流体动力学(CFD)对吸附过程进行了模拟,研究结果对吸附剂的设计与反应器的开发具有一定的指导意义。     

TEPA/MCM-41固体胺吸附剂的制备及其CO_2吸附性能研究

制备了具有高CO_2吸附性能的TEPA/MCM-41固体胺吸附剂,并采用N_2物理吸脱附、XRD、FTIR、EA、TG-DSC等方法对其进行系统表征。采用重量法测试了吸附剂的吸附与循环稳定性能。结果表明,吸附温度为75℃,CO_2/N_2(体积比12%/88%)的气氛条件下,60%TEPA/MCM-41的吸附量最高为123.24 mg/g,经5次循环吸脱附后,CO_2吸附量降低约7.8%。同时借助计算流体动力学(CFD)对吸附过程进行了模拟,研究结果对吸附剂的设计与反应器的开发具有一定的指导意义。     

TEPA负载复合氧化活性炭吸附烟气中的CO2性能

以商业煤基活性炭为原料,经低浓度氧气焙烧、H₂O₂氧化改性,并以四乙烯五胺（TEPA）浸渍,得到胺负载复合氧化活性炭,用于模拟烟道气[(15%(体积)CO₂+85%(体积)N₂）+10%(体积)H₂O]中CO₂吸附。低浓度氧气焙烧后,活性炭的最大比表面积和孔体积分别为1421.82 m²/g、0.83 cm³/g。经复合氧化改性后,活性炭的介孔体积增大,表面含氧官能团增加,使得TEPA负载复合氧化活性炭的CO₂吸附性能提高。焙烧时间为4 h,H₂O₂氧化、负载40%TEPA的样品COAC-4-40TEPA,在60℃时CO₂饱和吸附量最高为2.45 mmol/g,是TEPA负载未改性活性炭AC-40TEPA的2.02倍。经过十次吸附循环后,COAC-4-40TEPA的 CO₂饱和吸附量可维持在92.24%,而TEPA的浸出量仅有0.67%。失活模型研究表明,COAC-4-40TEPA的初始吸附速率常数是AC-40TEPA的1.64倍,且失活速率常数低于AC-40TEPA。     

H2S对铝基固态胺吸附剂吸附CO2性能的干扰机制

H₂S杂质对固态胺吸附剂吸附CO₂性能的干扰机制还缺少全面研究。以Al₂O₃为载体负载聚乙烯亚胺(PEI)制备铝基固态胺吸附剂(PEI@Al₂O₃),系统探究了H₂S对其CO₂吸附容量、吸附速率和循环吸附性能的影响规律。结果表明：H₂S与CO₂共存时,会相互抢占吸附剂上的胺基活性位点,从而发生竞争性吸附,但在模拟沼气条件(40%CO₂+59.5%CH₄+0.5%H₂S)下,H₂S的吸附竞争力远小于CO₂,H₂S吸附被抑制,且二者的最佳吸附温度不一致,在CO₂最佳吸附温度下,PEI@Al₂O₃的CO₂吸附容量和循环稳定性均不受H₂S干...     

胺法脱碳技术研究进展

简述了国内外开发的各种胺法脱碳技术及其工业应用情况,对其工艺技术水平情况进行了综述,同时介绍了胺法脱碳技术的最新研究进展.     

胺基CO2固体吸附剂脱碳特性及SO2的影响

燃煤电厂烟气中存在的微量SO₂对胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化反应及循环特性有不利影响。利用固定床反应器,针对采用溶胶凝胶法制备的胺基CO₂固体吸附剂的碳酸化特性及其在含SO₂气氛下的失效规律进行了实验研究,并结合红外光谱、有机元素分析、BET等测试手段,研究其失效机理。结果表明,所制备的胺基CO₂固体吸附剂在反应温度50℃时具有较好的碳酸化反应特性和循环特性。当反应气氛中存在SO₂时,由于生成了不可再生的亚硫酸/硫酸盐类物质而导致胺基活性位损失,孔隙结构发生变化,影响了吸附剂的脱碳性能,但适当提高反应温度可提高吸附剂的碳酸化反应竞争性。     

密闭空间低浓度CO2固态胺吸附剂长寿命评价

在密闭空间实际工况下,通过两组平行对照试验,考察了长时间吸脱附循环对固态胺材料CO₂吸附性能的影响,对材料进行长寿命试验,并验证一年内固态胺材料性能的稳定性。结果表明,两组试验分别经过2128轮和2267轮吸脱附循环后,固态胺材料仍表现出良好的吸脱附稳定性。在长寿命试验条件下,两组吸附剂的CO₂的吸附量维持在约28 mg·g^-1,有机胺含量未见流失,活性胺含量比初始材料有所提高并不再降低,材料机械强度未受到影响。结果证明,高分子树脂基固态胺材料不仅能在室温条件下高效吸附CO₂,且能在温和条件下实现CO₂的解吸,在减少能耗的同时还有利于材料使用寿命的延长,适宜作为太空密闭空间中去除低浓度CO₂的吸附材料,为航天员的生命保障提供技术支撑。     

有机胺功能化介孔固体吸附剂吸附分离CO2性能研究

针对当前固体胺CO₂吸附剂存在吸附容量小、循环稳定性差等问题,采用高比表面积、易嫁接胺的介孔SBA-15作为载体,研究分子筛模板剂脱除方法和有机胺改性方法对制备的固体吸附剂吸附性能的影响,并采用N₂物理吸附、X射线衍射、红外光谱、热失重分析等表征技术并对样品进行表征。实验结果表明,通过嫁接和浸渍能够合成出不同有机胺负载量的胺功能化吸附剂,其中混合胺嫁接法改性的APTES-SBA（U）-T60吸附剂其吸附容量最大,在75℃下的纯CO₂气氛中吸附量达到192.05 mg/g,优于溶剂萃取和煅烧法去除模板剂。此外,混合胺嫁接法制备的样品在多次的吸/脱附操作下,CO₂吸附稳定性良好,表明混合胺修饰的吸附剂具有很好的稳定性和再生性。     

吸附法碳捕集固体胺吸附剂成型技术研究进展

吸附法碳捕集技术是实现工业过程或大气中CO₂分离与脱除的重要途径之一,高性能吸附剂的开发是该技术的关键。固体胺吸附剂由于其优异的CO₂吸附量、选择性以及较低的再生能耗,近年来受到了广泛的关注,但用于工业的成型吸附剂仍面临机械强度低、稳定性差和胺流失严重等关键难题,难以在工业中大范围的推广应用。本文分析了固体胺成型吸附剂制备面临的主要难题,重点总结了近年来国内外吸附剂成型技术的研发进展,并对固体胺工业吸附剂的发展方向进行了展望。未来固体胺吸附法碳捕集技术的研发重点在于立足吸附反应机理和工业烟气的特性,创新成型固体胺吸附剂制备技术,提升吸附剂的CO₂吸附量、胺效率、机械与循环稳定性,研发低能耗的配套吸附工艺和核心装置。     

碳捕集固体胺吸附剂载体性能优化策略及分析

碳捕集是“双碳”下推动化石能源低碳应用的有效途径,固体胺吸附剂是实现碳捕集、利用与封存的重要手段。其中,载体改性和胺种类优化是固体胺吸附剂研究热点策略。综述和评论了国内外固体胺吸附剂优化策略的作用机制、技术难点和碳捕集效果等,重点阐述并比较了硅基、多孔碳和有机框架载体优化策略在改善CO2选择性、吸附容量和稳定性等方面的作用,展望了固体胺吸附剂未来在高效稳定捕集、生物质吸附和碳利用与封存等研究方向和应用前景。     

燃煤电厂烟气二氧化碳胺法捕集工艺改进研究进展

有机胺化学吸收法是当前最具大规模工业化应用前景的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术,但目前仍存在能耗较高的缺点,而通过工艺改进将是降低碳捕集系统能耗的有效方法之一。本文从吸收端和解吸端分别对十余类工艺改进方法的原理和研究进展进行了阐述,其中吸收端涉及吸收塔内部冷却、富液循环、贫液分配流和旋转塔4类工艺;解吸端则包括解吸塔塔级再热、富液分流、闪蒸再生、闪蒸压缩、多压力解吸、多效解吸塔和直接蒸汽解吸共7类工艺。分析表明,富液分流、闪蒸压缩、多效解吸塔和直接蒸汽解吸工艺展示了较好的改进效果。并进一步介绍了多种工艺联合改进的碳捕集系统综合优化方法,特别对综合优化过程中需要重点关注的各工艺间相互作用以及吸收剂与优化工艺匹配性进行了讨论说明,由此指出联合采用新型胺吸收剂和复合工艺改进是未来开发先进胺法碳捕集系统的重要研究方向。