磁场对氨水吸收烟气中CO2的促进作用

开发了一种新型磁场辅助氨法烟气脱碳技术。含碳烟气通入混有磁性颗粒的氨水溶液,在外加磁场的作用下发生脱碳反应。对该技术的运行特性开展了实验研究。结果表明,外加8 mT恒稳磁场,2 g·L^-1纳米级Fe₃O₄颗粒,氨水的CO₂脱除效率比不添加磁场和颗粒时最多可提高8.8%。外加磁场可以有效提高低浓度氨水的CO₂脱除效率。在模拟烟气流量增加时,外加磁场能有效减缓CO₂脱除效率下降的趋势。同时,外加磁场使得CO₂脱除效率曲线向低温方向移动5℃,有助于提高低温条件下的CO₂脱除效率。磁场可提高气液接触效率、降低相间传质阻力、增强氨水反应活性,从而提高氨水吸收CO₂性能。     

氨水及其复合溶液吸收烟气中CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究氨水溶液及不同配比的氨水-二乙烯三胺(DETA)复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的内在联系;对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH下降率进行了细致记录分析。结果表明,氨水-DETA二元复合体系吸收效果优于单组份氨水的吸收效果,氨水-DETA复合溶液配比为0.9∶0.1时,吸收效果最佳,吸收量约为0.786 mol/L;氨水-DETA复合体系之间存在正交互作用。     

氨水吸收CO_2及固体产物的热分解

测试了氨水吸收CO2反应过程中CO2的脱除率和反应溶液pH值随吸收时间的变化,选择氨水质量分数分别为5%,10%,气体流速为540 mL/min,CO2体积分数为13.7%,研究了氨水溶液对CO2脱除率,结果表明:质量分数为10%的氨水溶液在反应初期对CO2脱除率能达到90%,随反应时间的延长,脱除率有所下降。对反应产物进行冷凝、结晶、干燥后的XRD分析结果显示氨水吸收CO2的产物主要为NH4HCO3。对氨水吸收CO2的反应产物进行了热质量损失实验,结果表明:在455 K时NH4HCO3可以达到100%分解,且升温速率为10 K/min时,最大分解速度对应的温度为416 K。     

氨水吸收CO_2的一级反应动力学研究

CO_2作为最主要的温室气体,其控制与减排已刻不容缓。有机胺化学吸收法脱除烟气中的CO_2是目前公认的最为行之有效的方法之一。氨水是一种高效吸收剂,研究氨水溶液及其复配溶液吸收CO_2反应动力学,不仅可以揭示吸收过程的反应机理,亦可以为吸收工艺和工业设备的设计提供依据,为其工业化应用奠定基础。在温度298.15~303.15K、常压条件下,基于快速拟一级反应模式初步研究了氨水吸收CO_2的反应动力学,建立了简化的动力学方程。求解了CO_2-NH_3·H_2O系统的反应速率表达式r_(CO_2-NH_3solution)=k_2[NH_3][CO_2],同时求解了CO_2-NH_3·H_2O系统反应速率常数K_G=0.2331mmol·s~(-1)·m~(-2)·kPa~(-1)。对比CO_2-NH_3·H_2O与CO_2-MEA系统的动力学数据,结果表明,MEA溶液在负载0~0.4的KG值是293.15K、6 mol·L-1氨水各负载下KG值的1.5~2倍左右,所得结果可以为工业应用提供依据。     

膜吸收法回收烟气中CO_2的过程研究

对膜吸收法回收CO2技术进行了研究,针对膜吸收CO2的特点,筛选出了适合的膜组件和有机胺配方溶液,建立了1套用于连续吸收和解吸试验的模拟装置,并进行了连续试验。研究了气体流量、溶液流量、吸收温度等操作条件对吸收效果的影响,考察了配方溶液在降低碳回收过程能耗方面的优势,在CO2捕集率达到80%时,新配方溶液再生能耗较相同浓度的乙醇胺溶液降低了29.7%。     

喷淋鼓泡塔内氨水对烟气中As2O3的吸收特性

喷淋鼓泡塔内的反应是典型的气液两相流,为研究喷淋鼓泡内氨水对烟气中As₂O₃吸收特性,探索新型喷淋鼓泡技术的污染物一体化控制潜力,以空气和SO₂为模拟烟气,利用喷淋鼓泡吸收塔研究了液气比、浸液深度、氨水质量浓度、SO₂质量浓度对氨水吸收气相As₂O₃的影响。研究表明：氨水对As₂O₃的吸收效率随液气比增加先增大后趋于平缓;浸液深度增大,氨水吸收As₂O₃的效率降低;As₂O₃与氨水中OH^-作用生成的AsO₃^3-溶于氨水实现氨水对As₂O₃的吸收,氨水吸收As₂O₃的效率随氨水质量浓度的增大先上升后下降;碱性环境下,SO₂与NH₃作用生成SO₃^2-的水解增加了溶液中OH^-,促进了氨水对As₂O₃的吸收,又因SO₃^2-水解产生HSO₃^-电离出H⁺对部分OH^-中和以及NH₃挥发等因素,促进作用表现为吸收效率随SO₂质量浓度的增加先上升后下降。在氨水质量浓度为0.07%、SO₂质量浓度为525mg/m³、液气比10L/m³、浸液深度5cm时吸收效率达到最大82%。     

纳米颗粒对氨水鼓泡吸收CO_2影响的实验研究

为探究纳米颗粒对氨水吸收CO_2的影响,采用两步法配制了不同基液质量分数、不同纳米颗粒添加量的纳米流体,搭建了氨水鼓泡吸收CO_2的实验装置。分别测试了CO_2在纳米颗粒质量分数为1—8 g/L的TiO_2,CuO,SiO_2的纳米流体中尾气中CO_2吸收情况,并与空白吸收溶液进行对比,得出纳米颗粒的添加量、纳米颗粒种类、基液质量浓度等因素对脱除效率、脱除速率的影响。实验结果表明:添加TiO_2纳米颗粒能够增大脱除效率和脱除速率,脱除效率和脱除速率都随着颗粒添加量的增加先增大后减小,存在一个最佳固含量;SiO_2纳米流体更多地表现出的是对反应的抑制作用;CuO纳米流体其增强因子始终在1附近,未表现明显的增强或抑制作用;最佳固含量随着基液质量分数的增大而逐渐减小。结合实验结果对其机理进行了分析。     

固定化碳酸酐酶催化吸收模拟烟气中CO_2实验研究

利用表面羧基化四氧化三铁和戊二醛交联法实现碳酸酐酶的固定,对比考察了游离态碳酸酐酶和固定化碳酸酐酶对CO_2催化吸收效果的影响;还自行设计了填料塔反应装置,在填料塔式反应器中进行了固定化碳酸酐酶催化吸收CO_2实验,考察了操作条件及共存气体SO_2对固定化碳酸酐酶催化吸收CO_2性能的影响。结果表明,游离态碳酸酐酶和固定化碳酸酐酶可缩短CO_2达到饱和浓度所需的时间;同时,得到最优的操作条件为:液气比为28L/m~3,气体流速为25.5cm/min,单位塔体积加酶量为600mg/L(载酶量2mg/L),吸收液温度为35℃;固定化碳酸酐酶经连续5h催化吸收CO_2后,CO_2的去除效率仍可维持在30%以上;此外,SO_2的存在不利于固定化碳酸酐酶对CO_2的催化吸收。     

AMP吸收电厂烟气CO_2性能的实验

电厂烟气CO2捕集目前以醇胺法中的MEA为主,但MEA吸收剂的CO2吸收总量较低,对设备有腐蚀性。空间位阻胺作为一种新兴的吸收剂,具有较快的吸收速率和较大的吸收量,在烟气脱碳方面越来越引起重视。本文设计了一套小试实验装置,测试了不同浓度的MEA和AMP吸收烟气CO2的实验,对比了其吸收速率和总吸收量,分析了AMP溶液吸的收速率随溶液pH值和吸收剂浓度的变化规律,为空间位阻胺在电厂烟气脱碳工业中的应用提供理论指导。     

有机胺溶液吸收燃煤烟气中CO_2的实验研究

有机胺法是最有效的燃煤烟气CO_2捕集技术之一,本文对MEA、DETA、PZ、PG这4种有机胺溶液吸收与解吸CO_2的性能进行研究,并以MEA为主体吸收剂,添加PZ、PG及DETA这3种活化剂,分别研究其活化效果。结果表明,各种吸收剂对CO_2的吸收速率随反应时间增加而降低,富液再生率随解吸温度提高而增大;单一吸收剂对CO_2的吸收能力DETAPZMEAPG,解吸能力PGPZMEA(或DETA);为达到吸收与解吸的平衡,需将它们复配使用。以MEA为主体吸收剂,添加PZ活化效果最好,MEA-PZ摩尔比为0.7∶0.3时,能较好地满足生产要求。     

AEEA-MDEA-MOR复合醇胺吸收烟气CO_2反应热研究

采用自主开发的CO_2反应热测试研究系统,以AEEA-MDEA-MOR三元复合溶液为对象进行了反应热研究,测试了40～80℃之间的反应热。研究得出反应温度50℃时反应热达到最大值,最大值为59.8kJ/molCO_2。拟合形成了吸收热计算模型ΔH=47.6342-3.63851T+0.02974T2,与试验相比,计算相对误差在3%以内。     

氨水吸收CO2的吸收热预测模型

基于e-NRTL模型,利用Aspen Plus软件建立了氨水吸收CO₂的吸收热预测模型,验证了NH₃-CO₂-H₂O体系的汽液平衡、液相组成形态并与前人的实验数据做了对比,进而结合负载CO₂的氨水溶液中各离子及分子的变化特征,对CO₂吸收过程的反应热随着CO₂负载量的变化规律进行了预测并与已发表的数据进行了比较。结果表明,该吸收热模型能够准确地实现氨水吸收CO₂过程中汽液平衡、液相反应以及吸收热的计算。氨水吸收CO₂的反应热主要受H₂O的电离、NH₃的电离、NH₂COO^-的生成与水解、CO₂的溶解等反应过程的影响,H₂O的电离过程受NH₃的电离过程的抑制,对于总吸收热的贡献最大, NH₂COO^-的反应则随着CO₂负载量的增加先放热再吸热。随着温度的升高,总吸收热有所降低,当温度为80℃时,在较低的CO₂负载区间[0.2～0.5 mol CO₂·(mol NH₃)^-1],总吸收热约为70.5 kJ·(mol CO₂)^-1。     

MEA吸收电厂烟气CO_2流程模拟与优化

从吸收剂浓度、吸收剂进料温度、解吸塔的压力和解吸塔再沸器热负荷等影响因素对乙醇胺(MEA)吸收电厂烟气中CO2的过程进行模拟分析,从而提出合理的吸收和解吸条件,为乙醇胺吸收燃煤电厂排放的CO2的工艺过程优化提供理论指导。     

AMP-MEA-DETA三元体系吸收烟气CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究AMP-MEA-DETA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率进行了细致记录分析。结果表明,AMP-MEA-DETA三组分之间存在负相互作用;其吸收速率、吸收量大于AMP-MEA复合溶液、DETA单组份的吸收速率及吸收容量,小于两者之和;AMP-MEA-DETA三组分的再生温度为103℃左右,再生率为86.5%左右。     

膜吸收法回收烟气CO_2传质过程研究

在0.1~2 m~3/h模拟烟气膜吸收处理装置上,进行了膜吸收法捕集CO_2传质过程研究。在其他条件不变的情况下,考察了气体流量、吸收液流量和吸收液浓度对传质过程的影响;结合吸收溶剂的化学反应增强因子及中空膜本身的参数,建立了膜吸收过程的传质计算模型。试验结果表明:在有化学吸收推动的膜吸收传质过程中,膜吸收的传质阻力集中在气相和膜的界面,而反应发生在液膜界面,所建立的计算模型也很好地反映了这一现象。通过建立传质模型,可以推算出膜表面吸收传质过程,从而为膜吸收过程的工业放大提供支撑。     

膜气体吸收法脱除电厂模拟烟气CO_2

介绍了化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法、膜吸收法和低温蒸馏法等烟气减排技术,综述了近几年气体吸收膜法在减少电厂模拟烟气CO2排放中的研究进展及福建省膜研究开发情况,总结了气体吸收膜法发展与应用中存在的不足,指出膜气体吸收法的发展前景。     

低成本分离烟气中CO_2的新工艺

正据美国《化学工程》2015年10月报道,一种新溶剂与用胺基溶剂如一乙醇胺(MEA)相比,可以降低从气体混合物中分离回收CO_2的成本。这种新溶剂与相关的吸收-脱吸工艺都是印度碳捕集解决方案公司(CCS)开发的,可以用来替代一乙醇胺,分离烟气、合成气和其他工业气体混合物中的CO_2。CCS首席执行官称,用胺基化合物与盐结合的     

磷铵吸收法生产氨水用于烟气脱硫的实践

为了实现资源利用的有效整合,柳钢烧结厂2009年停用原有的喷淋式饱和器硫酸洗氨法,新建磷铵吸收法生产氨水的系统,由3个吸收区和1个解吸区组成,3个吸收区处理的焦炉煤气量分别为4万、10万和6万m3/h,解吸区主要以2开1备的3个解吸塔构成,每个解吸塔可处理富液32m3/h,生产的氨水可供烧结厂275万m3/h的烟气脱硫.于2010年11月得到流量为2m3/h、浓度为10％～11％的合格氨水,用于烧结烟气脱硫,得到合格的硫酸铵副产品.     

环丁砜-二异丙醇胺复合溶液吸收烟气中CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究环丁砜溶液及不同配比的环丁砜-D IPA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH下降率进行了细致记录分析。实验结果表明,环丁砜-D IPA复合溶液配比为0.4∶0.6时,吸收效果最佳,吸收量约为0.08 mol,再生温度最低为102.5℃,再生率最高为91.64%。实验结果还表明,环丁砜-D IPA复合体系之间存在弱的正交互作用。