MEA-PEHA复合溶液吸收/解吸CO2气体实验研究

为了开发性能优良的MEA/烯胺复配吸收剂,本研究采用自主设计的CO_2捕集吸收/解吸装置,通过测试烯胺及MEA/烯胺复配吸收剂的吸收速率、吸收量、解吸速率、解吸率等指标确定最佳单组分烯胺溶剂及其与MEA的最佳复配溶剂。研究结果表明,单溶剂中五乙烯六胺(PEHA)的吸收和解吸效果最好,解吸温度最低,是最佳的单组分烯胺吸收剂;不同物质的量浓度比(4∶6~9∶1)的MEA-PEHA复配溶液中,物质的量浓度配比为5∶5的MEA-PEHA复配溶液饱和吸收量最大(1.72mol),平均吸收速率最高(81.74×10~(-6) mol/s),解吸温度最低(68℃),平均解吸速率最大(137.09×10~(-6) mol/s)以及解吸率较高(95.23%),是CO_2捕集的最佳MEA-PEHA混胺体系。     

MDEA及其复合胺溶液对CO_2吸收与解吸研究进展

随着环境压力的与日俱增,二氧化碳气体的捕集与回收技术已成为全球关注的焦点。甲基二乙醇胺(MDEA)及其复合胺溶液是目前工业上应用较为广泛的脱碳剂。本文阐述了MDEA及其复合胺溶液的二氧化碳吸收与解吸性能的研究进展,并且总结了其工业脱碳技术的发展;重点强调其解吸性能对脱碳剂选择的重要性,提出了在研究高效脱碳剂的过程中需要从吸收机理、溶解度、吸收负荷、解吸速率、解吸操作条件、能耗等方面综合考虑,为其工业脱碳技术的应用提供依据。     

MEA二元复合胺溶液对CO2吸收的研究进展

全球温室效应日益加剧,CO₂减排刻不容缓,乙醇胺(MEA)法作为目前工业上应用最广泛、技术最成熟的烟气CO₂吸收方法,具有吸收速率快、成本低的优点,但是其能耗大、吸收量小和易损耗的缺点也很明显。针对目前常见的MEA二元复合胺溶液展开对比分析,阐述了MEA二元复合胺溶液的研究进展,总结了MEA吸收溶液中加入其他醇胺溶液形成二元复合胺溶液后在吸收速率、吸收量和再生能耗等方面对CO₂吸收效果不同程度的改善情况。基于总结与分析,提出了吸收剂开发需要从吸收机理、溶解度、吸收负荷、解吸速率、解吸操作条件以及再生能耗等方面进行综合比选的思路,可为新型吸收剂的开发提供一定的指导。     

哌嗪类有机胺溶液捕集CO2性能研究

目的 开发合适的有机胺脱碳溶液。方法 分别以PZ、1MPZ、HEP和AEP为吸收剂,考查了哌嗪类有机胺溶液的CO₂吸收/解吸性能。结果 PZ溶液和AEP溶液的CO₂吸收性能明显优于1MPZ溶液和HEP溶液,但二者的解吸率相对较低,不利于有机胺溶液的循环使用。1MPZ溶液解吸率虽大于85.00%,但其易挥发性导致CO₂循环吸收容量大幅降低,从而使其工业应用受限。而HEP溶液的解吸率约90.00%,且经4次循环吸收/解吸实验后,其CO₂吸收容量和解吸率变化幅度低于1%。结论 HEP溶液性能稳定,更适用于工业CO₂捕集过程,具有良好的应用前景。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集双相吸收体系研究进展

CCUS(CO_2捕集、利用与封存)技术中,捕集耗能最大、成本最高,为降低捕集成本,研究学者开发了以有机胺为主的吸收法,但该法的解吸能耗很高,从成本角度考虑,研究学者另开发出双相吸收体系。本文主要综述两相吸收体系,该体系具解吸能耗低,可有效降低胺基碳捕集工艺解吸过程能耗的优点,主要包括液液两相体系、相变离子液体体系、液固两相体系等,为大幅降低解吸能耗提供广阔思路。     

MEA溶液捕集CO_2的反应热实验研究

单乙醇胺(MEA)捕集CO_2具有吸收速率快、吸收量大等优点,是CO_2化学吸收法中应用最普遍的吸收剂。本文利用自主开发的量热系统测量了MEA溶液吸收CO_2的吸收热、解吸热以及吸收量,考察了CO_2负载率、温度、压力、活化剂等对吸收热、解吸热和吸收量的影响。研究表明:吸收热随温度的增加而下降;在温度相同时,吸收热随CO_2负载率的增大而减小,随吸收剂浓度的增大而增大;压力对吸收热的影响不大,但压力越大,对CO_2的吸收量越大;活化剂的添加有效的降低了单一溶剂MEA的吸收热和解吸热。此外,解吸过程中汽化潜热的回收利用可有效降低能耗。     

MEA溶液捕集CO2工艺优化及能耗分析

在对单乙醇胺(MEA)溶液捕集CO2解吸能耗分析的基础上,进一步探讨了液气比、MEA溶液浓度及MEA溶液吸收温度对CO2吸收效率和解吸能耗的影响。在模拟计算工况条件下,根据系统中能耗计算公式,可求得最佳液气比为5.6 L/m3。提高液气比有利于CO2的捕集,但当液气比大于5.6 L/m3时,CO2捕集系统中的单位能耗将增加;在吸收液浓度小于40%时,提高吸收剂溶液的质量浓度可以降低单位解吸能耗,但吸收剂质量浓度并不是越高越好,本工况条件下的适宜浓度范围为35%～40%;同时,MEA溶液在吸收-解吸过程中存在氧化和腐蚀问题。因此,CO2捕集系统工艺参数的优化是降低MEA溶液捕集CO2操作费用的关键。     

有机胺溶液吸收CO_2的研究现状及进展

温室气体引起的全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。而CO2作为最主要的温室气体之一,它的减排与控制刻不容缓。综述了国内外CO2捕集技术中有机胺溶液吸收法的研究现状,概述了常用的一乙醇胺、二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等有机胺溶液吸收法,以及有机胺与其他溶剂混合吸收CO2的研究现状及进展;简要阐述了有机胺溶液吸收CO2的反应机理及反应动力学研究;介绍了国内外CO2捕集与封存技术的应用现状,并预测了有机胺溶液与其他溶剂混合吸收CO2的方法将是该方法的研究趋势之一。     

适用于烟气CO2捕集的相变吸收剂研究进展

有机胺化学吸收法具有CO₂脱除率高、选择性好等优点,成为当前应用最为广泛的碳捕集技术。然而传统有机胺化学吸收法也存在再生能耗高、吸收性能不足等问题,因此再生能耗低、吸收性能良好的碳捕集技术的开发成为国内外研究关注的热点。相变吸收剂具有吸收CO₂后可相变分层的特性,相变吸收剂通过减少吸收液再生体积达到降低能耗的目的,成为新一代有机胺化学吸收体系研究的核心。介绍了传统相变吸收剂(液固相变吸收剂与液液相变吸收剂)和新型相变吸收剂(离子液体相变吸收剂与纳米流体相变吸收剂)的研究进展。通过对比分析发现,相较于单乙醇胺溶液,相变吸收剂体系的CO₂吸收容量和循环容量有较大提高,并且再生能耗更低。通过对研究进展的深入分析,指出了相变吸收剂未来的重点研究方向。     

活性炭+THF溶液体系中CO2水合物生成特性研究

水合物法捕集CO₂具有储气量大、生成条件温和等显著优点,应用前景广阔。提高水合物生成速率和CO₂气体消耗量是该方法需解决的关键问题。在活性炭+THF溶液体系中开展了CO₂水合物生成特性研究,探究了THF溶液浓度(物质的量分数,下同)、THF溶液饱和度对CO₂气体消耗量的影响,并通过可视显微实验研究了活性炭+THF溶液体系中CO₂水合物的生长形貌特征。研究结果表明,相比于THF溶液浓度为5.56%的体系,活性炭+THF溶液体系(THF溶液浓度为5.56%、溶液饱和度为100%)的CO₂气体消耗量增加了59%;当THF溶液饱和度为100%时,提高THF溶液浓度可以有效促进水合物生长,在THF溶液浓度为5.56%的条件下,CO₂气体消耗量达到总CO₂气体消耗量90%所需的时间(t90)最短(106.67 min)。活性炭+THF溶液体系中的CO₂水合反应由气体吸附和水合物生长两个阶段组成,水合物最...     

基于MDEA复合吸收剂捕集EOR产出气中二氧化碳

采用自主开发的间歇反应器,以CO_2和CH_4体积比为50:50的混合气体作为EOR产出气的模拟气,MDEA为主吸收剂,分别添加MEA、DEA、PZ和AMP作为活化剂,研究优选最佳的强化采油(EOR)产出气CO_2回收MDEA复配溶液。通过饱和吸收量、平均吸收速率、平均再生速率、再生率以及反应热对比分析,得出各体系最佳配比分别为:32%MDEA+3%AMP、32%MDEA+3%PZ、30%MDEA+5%MEA、30%MDEA+5%DEA。对四种优选的配方体系的吸收性能和解吸性能进行综合分析,得出PZ对MDEA溶液的吸收和再生性能提升最大。32%MDEA+3%PZ复配溶液的CO_2吸收量为0.868mol/mol,平均吸收速率为6.718×10~(-3)mol/min,平均再生速率为23.122×10~(-3)mol/min,溶液再生率为94.2%。     

煤岩吸附—解吸变形各向异性特征试验分析

在井下瓦斯抽采和地面煤层气开发过程中,气体吸附和解吸会导致煤基质的膨胀和收缩变形。采用自主研发的煤岩气体吸附—解吸变形试验系统,对鹤壁六矿二₁煤层贫瘦煤煤样在不同气体压力下的吸附—解吸变形全过程进行了测试。试验结果表明：①煤样在吸附膨胀和解吸收缩变形过程中均呈现各向异性特征,垂直层理方向变形量最大,平行层理垂直面割理方向次之,平行层理垂直端割理方向最小;②煤岩吸附膨胀和解吸收缩变形量随气体压力的增加而增大,但平行层理垂直面割理方向与垂直端割理方向的变形值之比逐渐减小,各向异性程度逐渐减弱;③煤岩吸附膨胀变形是一个不可逆过程,煤岩吸附—解吸残余变形量与气体压力呈正线性相关性。     

旋转式和静态式填料塔脱碳性能实验研究

针对电厂烟道气CO_2吸收设备效率低的缺陷,从气液吸收平衡机理出发,提出旋转吸收填料塔和静态折流板式吸收填料塔,并自行搭建实验台进行对比实验研究,采用体积组成为20%MDEA+10%TETA+70%H_2O的混合胺液为吸收剂,以V(CO_2):V(N_2)=3:17的混合气为模拟烟气,在混合胺液温度40℃,模拟烟气流量0.5m~3/h的条件下,研究混合胺液流量、液体分布器转速及填料高度对模拟烟气中CO_2吸收效率的影响。结果表明,静态折流板式吸收填料塔具有更高的CO_2吸收效率,实验所得最高值达88.7%。     

N-甲基二乙醇胺溶液中CO2气体吸收与水合物生成特性实验研究

目的酸性气田开发气流中往往含有二氧化碳(CO₂)和硫化氢(H₂S)等酸性组分,易形成天然气水合物(简称水合物),引起管道堵塞。解决酸性组分吸收剂对水合物作用机制不明确问题,为脱除酸性气体组分并防治水合物生成提供理论依据。 方法 采用恒温恒容法研究了N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液质量分数、搅拌状态及初始压力对CO₂气体吸收规律的影响、MDEA溶液对CO₂水合物生长速率和宏观晶体形态的影响,并与传统热力学抑制剂乙二醇(EG)效果进行对比。 结果CO₂气体吸收量随MDEA溶液质量分数的增加表现为先增后减的趋势。开启搅拌和降低压力可加快CO₂气体的吸收速率,增加气体吸收量。在气液界面,水合物晶体以二维模式生长,并且MDEA可改变CO₂水合物的宏观形貌,增加其质量分数可显著增加CO₂水合物覆盖溶液表面的时间、降低CO₂水合物的生长速率。与EG相比,MDEA水合物的动力学抑制效果较差,但水合物膜覆盖时间较长,生长速率较慢。 结论MDEA可与溶液中水分子形成氢键,与水合物竞争水分子,减少水的活性,同时,MDEA分子可与CO₂分子结合,与水合物竞争CO₂,显著降低水合物生长速率。研究结果对酸性气体的分离捕获和天然气流动的安全保障具有理论指导意义。      

氨法回收烟道气CO_2与尿素生产的联合

传统工艺中,采用MEA法回收烟道气CO_2,CO_2以气体形式作为尿素生产的原料。提出了氨法回收烟道气CO_2,以碳铵液返回尿素装置与尿素生产联合的新工艺,并探讨了其可行性。与传统的MEA法相比,氨法流程简化,免去了再生环节。CO_2回收工段蒸汽消耗降低明显,尿素工段蒸汽和电力消耗略有上升,总体能耗耗降低,总体成本下降明显,技术和经济都是可行的。     

倾斜管中CO2水合物生成及堵管实验研究

研究倾斜管内气液两相流的堵管机理对于保证油气的安全输送起到至关重要的作用。因此,在高压可视水合物实验环路上开展了倾斜管中水+CO₂体系下的水合物堵管实验,探究了压力、流速等因素对CO₂水合物浆液流动和堵管时间的影响。实验结果表明,在流速分别为3 L/min或5 L/min或7 L/min的条件下,初始压力为2.7 MPa、3.0 MPa和3.3 MPa时,水合物浆液流动时间分别为451 s、336 s、303 s或632 s、510 s、391 s或740 s、657 s、512 s。由此可知,初始压力越大,水合物浆液的流动时间越小,管路越容易发生堵塞。在初始压力分别为2.7 MPa或3.0 MPa或3.3 MPa的条件下,流速为3 L/min、5 L/min和7 L/min时,水合物浆液流动时间分别为451 s、632 s、740 s或336 s、510 s、657 s或303 s、391 s、512 s。由此可知,初始流速越大,水合物浆液的流动时间越大,管路越不易发生堵塞。因此,可以通过减小初始压力和增大初始流速来有效减小管路堵管趋势。     

CO2黏度模型及求解

注气过程中,CO2沿井筒到地层温度、压力变化较大,CO2黏度是重要的流体物性参数.鉴于P-V-T和T-μ-p图的相似性建立的基于P-R状态方程的CO2黏度模型,通过引入卡当公式求解并将解表示成三角函数和双曲函数的形式,适用于注气过程中存在跨临界的宽温度、宽压力范围的CO2黏度的计算.通过与实验测试结果的153个数据点对比分析,平均相对误差6.32%.该模型即求解方法具有较高的精度,并能够连续通过临界点,方便实用.