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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
簡介：
本作品在以投入實際應(yīng)用的MEA吸收液基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，以TETA為主體，加入適量MEA組成復(fù)合吸收劑，實現(xiàn)性能的互補、增強。通過對復(fù)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(zhì)面積大（有利于增強吸收），再生能耗低，對設(shè)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(yīng)用潛力，推廣前景好。
詳細(xì)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(yīng)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(nèi)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(shè)備腐蝕性強。 本作品在原有配方基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，以TETA為主體，加入適量MEA組成復(fù)合吸收劑，實現(xiàn)性能的互補、增強。通過對復(fù)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(zhì)面積大（有利于增強吸收），再生能耗低，對設(shè)備的腐蝕性較單一MEA有所降低。 通過以上結(jié)論我們得出，相對已經(jīng)得到實際應(yīng)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(yīng)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(jié)經(jīng)驗、結(jié)論，從理論上配出一種高性能的，適合工業(yè)應(yīng)用的復(fù)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(jìn)行研究，為工業(yè)應(yīng)用提供參考與依據(jù)。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨特之處

優(yōu)選出適于工業(yè)應(yīng)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(nèi)傳質(zhì)面積大,有利于增強吸收； 三、再生能耗降低； 四、對設(shè)備腐蝕性較傳統(tǒng)MEA配方小

應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義

醇胺法是目前唯一得到實際應(yīng)用的CO2吸收法，國內(nèi)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(yīng)用潛力，推廣前景好。

學(xué)術(shù)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(chǎn)生的大量CO2等溫室氣體，已對環(huán)境保護(hù)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(guān)注。醇胺溶液吸收法是當(dāng)前CO2捕集的主要方法，具有技術(shù)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(fù)配醇胺水溶液對CO2的溶解度，確定適于工業(yè)應(yīng)用的MEA-TETA復(fù)配體系的組成。并通表面張力實驗，確定該復(fù)配體系再生能耗，從而為MEA-TETA復(fù)配體系的工業(yè)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及設(shè)計依據(jù)。 實驗結(jié)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(zhì)過程，降低再生能耗。當(dāng)MEA和TETA的質(zhì)量分率分別為0.0689和0.231時，復(fù)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(yīng)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(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

(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(xué)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(xué)學(xué)報(自然科學(xué)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(dāng)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(lǐng)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(fù)荷低，對設(shè)備腐蝕性比較大，再生能耗相對較高。復(fù)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(fù)荷，降低再生能耗，增大傳質(zhì)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(zhì)相關(guān)的的表面張力及與再生熱相關(guān)的表面焓等性質(zhì)的研究尚未見諸報道。
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