单乙醇胺吸收CO_2拟一级反应动力学研究

采用自主开发的湿壁塔装置,基于工业条件下的单乙醇胺(Monoethanolamine,MEA)水溶液,测定了MEA水溶液吸收CO_2气体的动力学数据,并建立动力学模型。本研究采用拟一级反应假设,根据两性离子机理和三分子反应机理,研究结果指出在303.15K~323.15K之间MEA溶液吸收CO_2反应级数在1.23~1.38之间,并随温度升高而增大。通过线性回归求得:k_(2,MEA)~T=7.46×10~9exp(-4545/T),k_(H_2O)~T=3.79×10~6exp(-3106/T),通过线性拟合解得k_2=6.56×10~9exp(-5554/T),所得结果与国外文献基本吻合。     

基于物理模型驱动的机器学习方法预测超临界二氧化碳管道最大泄漏速率

碳捕集与封存(CCS)项目中涉及的大规模CO₂适合采用超临界管道输送。然而超临界CO₂管道泄漏过程伴随着复杂相变,因此对其最大泄漏速率进行准确预测是目前的研究难点。鉴于传统物理模型方法存在建模复杂、假设过多、计算耗时等缺点,研究提出通过机器学习方法预测超临界CO₂管道最大泄漏速率,分别采用粒子群算法优化的支持向量机(PSO-SVM)和简化处理的卷积神经网络(CNN)对等熵阻塞泄漏模型所生成的泄漏特征数据进行学习,并测试了机器学习模型的预测准确率和泛化能力。研究结果表明：(1)物理模型、PSO-SVM、CNN的预测结果与实验数据的平均误差为28.82%;(2)两种机器学习模型预测精度相差不大,CNN的训练时间远短于PSO-SVM,但PSO-SVM的泛化能力强于CNN,因此,SVM适用于小样本数据精确预测,而CNN更适用于对大数据的学习和预测。本研究成果为超临界CO₂管道最大泄漏速率预测提供了一种高效的新方法。     

船舶尾气净化技术研究进展

为减轻对大气和海洋环境的不利影响并满足环保法规,船舶行业积极探索和采用了各种船舶尾气净化技术。综述了该领域中脱硫、脱硝和减碳技术的研究进展和应用情况,包括干法脱硫、湿法脱硫、选择性非催化还原（SNCR）、选择性催化还原（SCR）、脱硫脱硝一体化等技术,以及碳捕集、利用与封存（CCUS）等减碳技术。总结了不同技术的原理、用途、特点、实施障碍和前景,以期为船舶尾气净化提供参考。     

有机胺CO2吸收技术研究现状与发展方向

CO₂排放量迅速增加,严重威胁人类生存环境及气候变化,如何减少碳排放量是关注热点。化学吸收法是捕集CO₂的主要方法之一,其脱除CO₂的实质是利用碱性吸收剂溶液与烟气中CO₂逆向接触并发生化学反应,形成不稳定盐类,而盐类在一定条件下会逆向分解释放出CO₂而再生,从而实现CO₂从烟气中分离脱除。以醇胺溶液为吸收剂的化学吸收法技术开发相对成熟,且分离效果好、操作简单,在电力、钢铁、水泥、化工等行业得到广泛应用。醇胺溶液是化学吸收法的核心,目前应用于工业减排的醇胺溶液包括一级醇胺溶液、二级醇胺溶液、三级醇胺溶液以及空间位阻胺等。综述了4种典型的醇胺溶液和低浓度烟气吸收法胺液的国内外研究现状,介绍了国外三菱重工的KM-CDR工艺、壳牌康索夫脱硫脱碳工艺、陶氏化学Ucarsol溶剂的配套工艺、西门子氨基酸盐溶液的配套工艺、Powerspan的ECO₂工艺,同时对阿尔斯通的富氧燃烧技术进行了总结;国内在碳捕集方面研究时间较短,在“双碳”计划推动下,...     

烟道气二氧化碳分离回收技术进展

介绍了物理法、化学法、生物法回收二氧化碳的现有技术,指出了适用范围,并对烟气二氧化碳回收技术进行了展望。物理性回收二氧化碳技术可分为溶剂吸收法、物理吸附法两类;化学性回收二氧化碳技术可分为化学固定技术、化学吸收法、化学吸附法、薄膜分离法和二氧化碳重组法;生物性回收二氧化碳技术可分为微生物回收技术和球石藻回收技术。其中以薄膜分离法最具应用前景。     

DETA-MDEA复合溶液吸收与解吸CO2实验研究

以烯胺吸收剂DETA(二乙烯三胺)为主吸收剂与辅助吸收剂MDEA(N-甲基二乙醇胺)按摩尔配比20:1～20:6进行复配,通过一次循环吸收、解吸实验,对比其在313 K温度下的吸收量、吸收速率以及393 K温度下的再生速率、再生量以及它们的降解率。以筛选出较好的20:4DETA+MDEA烯胺复配药剂为基础,进行6次循环吸收-解吸实验,考察循环吸收、解吸性能与胺降解率;以智能高压反应釜分别考察了20:4DETA+MDEA降解性能,对CO_2负载、温度、铁离子的降解性能的影响进行了探讨。     

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。     

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。     

改良型CO2湿壁塔内气液两相流动规律及传质特性

基于Fluent软件,采用层流模型、VOF模型及非稳态类型,模拟基准湿壁塔和改良型湿壁塔的气液两相流场,分析稳定液膜边界气液两相流场对传质过程的影响。结果表明,随液相入口流量的增大,在稳定液膜边界气相涡旋运动逐渐增强,气液两相混合程度加强,利于改良型湿壁塔的气液两相传质。在一定气相入口流量范围内,随气相入口流量的增大,液膜界面涡旋运动增强,气液两相混合程度加强,利于改良型湿壁塔的气液两相传质;气相入口流量不宜过大,否则导致液相不能沿湿壁柱向下流动形成稳定的液膜,不利于传质。改良型湿壁塔的变径结构和气体挡板均利于气液两相混合,利于传质。改良型湿壁塔的传质过程在液膜边界发生,随液相入口流量的增大液膜厚度增加,液膜表面积增大,有效传质面积增大,利于气液两相传质。通过对比基准湿壁塔和改良型湿壁塔的气液两相流场,改良型湿壁塔内气液两相混合程度加强,更利于传质。     

识别CO2驱油泄漏风险的环境监测方法学研究

针对CO2驱油封存技术，我国在环境监测、环境影响评价等领域的环境监管能力建设还处于空白，亟待加强。文章从CO2泄漏路径分析、环境监测方法的筛选以及环境背景值缺失情况下的监测数据分析方法等三个方面阐述了各环节的主要研究思路。其中重点介绍了“过程分析法”在CO2泄漏识别中的应用，强调环境背景值不仅是注气前的环境状况，在注气过程中，每个时间点之前的监测数据均可以看作是背景值。为我国制定相关的法律法规提供重要信息和参考依据。