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MDEA为主体的混合胺法吸收CO_2的研究

作　者: 马乐
导　师: 邹海魁
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 二氧化碳醇胺吸收再生降解腐蚀
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着大气CO2的排放对全球气候影响日益加剧,控制其负面影响以减少对人类未来危害的需求十分迫切,在应用新型能源代替化石能源无法短期实现的情况下,研究在传统工艺条件下,大气CO2减排的方法就显得至关重要了。CO2在从各种过程气中分离出来之后,其作为一种资源也大有用武之地。本文选用五种试剂MEA、DEA、AMP、AEEA、PZ分别来改良MDEA溶液吸收CO2的吸收解吸综合效果。通过综合吸收解吸实验的结果来评价活化剂对于MDEA溶液脱除CO2的效果,通过改变温度和混合胺总体浓度的实验来探索固定配比混胺吸收剂溶液的工艺条件。通过多次吸收解吸循环实验来进一步评价活化吸收剂在经历多次使用过程中的吸收解吸性能。另外,采用失重法和SEM照片分析活化吸收剂溶液在强化腐蚀条件下对碳钢的腐蚀程度,综合评价活化吸收剂在工业应用方面的前景。实验结果表明,对活化MDEA溶液吸收效果影响由强到弱依次是：PZ> AEEA>MEA>DEA>AMP。活化吸收剂的解吸能耗由少到多依次是：DEA>AMP>MEA>AEEA>PZ。活化剂的添加比例在1.6:0.4时,AEEA和PZ活化的MDEA混合胺溶液吸收解吸优势明显。吸收剂的浓度实验表明,吸收液组成MDEA:PZ=1.6:0.4在本实验的设备条件下,2mol/L的吸收剂总体浓度可以达到较好的实验效果,但高浓度吸收液具有良好的研究价值。40℃附近可以达到本实验配方比较适宜的吸收温度。在多次循环实验的条件下,PZ和AEEA对MDEA吸收剂溶液都有较好的活化效果,在经历了1到2次吸收解吸之后,吸收剂在2小时内可以达到的负荷降低很小,吸收速率减少约为8%,解吸率均超过95%,说明2种活化吸收剂配方具有良好应用前景。SEM电镜图片显示活化MDEA吸收剂对碳钢的腐蚀比较微弱。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-15
第一章文献综述  15-33
  1.1 CO_2捕集利用的环境和经济意义  15-19
    1.1.1 CO_2与温室效应  15-16
    1.1.2 回收后CO_2的资源化利用  16-19
      1.1.2.1 CO_2作为化工原料的应用  16-17
      1.1.2.2 CO_2应用于超临界流体萃取(SFE)  17
      1.1.2.3 食品工业中CO_2的应用  17-18
      1.1.2.4 在机械制造中的应用  18
      1.1.2.5 CO_2在石油开采中的应用  18-19
  1.2 CO_2传统捕集分离技术  19-25
    1.2.1 化学吸收法  19-22
      1.2.1.1 热钾碱法  19-20
      1.2.1.2 有机醇胺法  20-22
      1.2.1.3 碳酸丙烯酯法  22
    1.2.2 物理吸收法  22
    1.2.3 吸附法  22-24
    1.2.4 富氧燃烧法  24
    1.2.5 化学链燃烧法  24-25
  1.3 新兴的二氧化碳吸收方法  25-29
    1.3.1 膜法  25-26
      1.3.1.1 膜分离法  25-26
      1.3.1.2 膜吸收法  26
    1.3.2 氨水法  26-27
    1.3.3 金属有机骨架  27
    1.3.4 酶  27-28
    1.3.5 离子液体  28-29
  1.4 混合有机胺吸收二氧化碳的研究现状进展和展望  29-30
    1.4.1 单一种类醇胺吸收工艺的局限性  29
    1.4.2 混合胺研究现状  29-30
  1.5 本论文的研究目的和内容  30-33
    1.5.1 研究目的  30-31
    1.5.2 研究内容  31-33
第二章实验材料与实验方法  33-39
  2.1 实验试剂及设备  33-34
    2.1.1 实验试剂  33
    2.1.2 实验设备  33-34
  2.2 实验原理及方法  34-39
    2.2.1 吸收和再生实验  34-37
      2.2.1.1 有机醇胺吸收CO_2的反应机理  34
      2.2.1.2 实验方法  34-37
    2.2.2 吸收剂循环实验  37-38
      2.2.2.1 多次循环吸收解吸  37-38
      2.2.2.2 实验思路  38
    2.2.3 腐蚀实验  38-39
第三章实验结果与讨论  39-65
  3.1 不同活性组分加入MDEA溶液后的吸收和再生性能  39-46
    3.1.1 不同种类添加剂对液相吸收负荷的影响  39-41
    3.1.2 不同种类添加剂对吸收速率的影响  41-43
    3.1.3 不同种类添加剂对解吸率的影响  43-45
    3.1.4 综合吸收解吸效果后对活性添加剂的评定  45-46
  3.2 活性组分的添加比例对吸收解吸的影响  46-52
    3.2.1 同种活性添加剂不同添加比例时对吸收速率的影响  46-49
    3.2.2 同种活性添加剂不同添加比例时对解吸率的影响  49-52
  3.3 各种工艺参数对吸收解吸效果的影响  52-58
    3.3.1 总胺浓度对吸收解吸的影响  52-55
    3.3.2 温度对吸收速率和液相吸收负荷的影响  55-58
  3.4 吸收剂在多次循环使用过程中的综合评价  58-61
    3.4.1 多次循环过程中活化吸收剂吸收性能  58-60
    3.4.2 多次循环过程中活化吸收剂解吸性能  60-61
  3.5 活化吸收剂溶液腐蚀试验  61-65
第四章结论与建议  65-67
  4.1 结论  65-66
  4.2 建议  66-67
参考文献  67-71
致谢  71-73
作者和导师简介  73

MDEA为主体的混合胺法吸收CO_2的研究

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