[N1111][Gly]復合工質(zhì)吸收-解吸CO2性能研究.pdf

1、近年來,隨著工業(yè)化的快速發(fā)展,我國每年CO2排放總量不斷增加。CO2作為一種主要的溫室效應氣體,其引起的環(huán)境問題變得越來越嚴峻。目前,工業(yè)上已經(jīng)應用的CO2捕集方法主要有有機胺水溶液法和熱鉀堿法。這些方法雖工藝技術(shù)成熟,成本較低,處理量大,但缺點非常明顯:解吸能耗高,設備腐蝕嚴重,溶劑易揮發(fā)等。離子液體作為一種綠色溶劑,在有機物合成、催化、分離、純化等領(lǐng)域已顯示出獨特的性能。已有研究表明將離子液體和有機胺溶液相混形成的復合吸收劑可以提供

2、廣泛的物理化學特性。因此,本文采用酸堿中和一步法制備出四甲基銨甘氨酸功能離子液體([N1111][Gly]),通過[N1111][Gly]與單乙醇胺(MEA)水溶液和聚乙二醇二甲醚(NHD)有機溶劑分別復配成復合工質(zhì),研究其吸收/解吸CO2的特性。主要研究成果如下:
　　(1)采用酸堿中和一步法制備出[N1111][Gly]功能離子液體,并進行1H NMR、TGA及FTIR表征。利用失重法并結(jié)合掃描電鏡(SEM)研究[N1111]

3、[Gly]與MEA水溶液形成的復合工質(zhì)對碳鋼的腐蝕性,發(fā)現(xiàn)在MEA水溶液中加入[N1111][Gly]能較好的抑制其對碳鋼的腐蝕性。
　　(2)通過[N1111][Gly]與MEA水溶液復配成混合吸收劑,測定密度及pH值,研究其吸收/解吸CO2的特性。結(jié)果表明:在MEA溶液中添加[N1111][Gly]功能離子液體可以提高吸收CO2的速率,在本文采用的5種吸收劑中,0.3 mol·L-1[N1111][Gly]與0.7mol·L-

4、1MEA復配形成的吸收劑具有較高的吸收容量和較大的吸收速率。溫度升高,混合吸收劑吸收CO2的速率增加,但平衡時的吸收容量減小?；旌衔談┑腃O2吸收速率和吸收容量均隨壓力的升高而增加。0.3mol·L-1[N1111][Gly]+0.7mol·L-1 MEA復配富液的最佳再生溫度為393K,最佳解吸時間為2h,經(jīng)5次再生實驗后,再生效率僅下降2％。
　　(3)通過[N1111][Gly]與 NHD復配成基于有機溶劑的復合工質(zhì),測定

5、密度及pH值,研究其吸收/解吸CO2的特性。結(jié)果表明:在NHD溶劑中加入離子液體能顯著地提高CO2的吸收速率和吸收容量。在3種不同配比濃度的混合吸收劑中,2mol· L-1[N1111][Gly]-NHD具有較大的吸收速率和較高的吸收容量。該混合吸收劑的最佳吸收溫度為313 K。壓力升高,攪拌轉(zhuǎn)速增大,混合吸收劑對CO2的吸收速率和吸收容量均增大。減壓條件下的再生性能要優(yōu)于常壓加熱條件下的再生性能。再生效率幾乎不受再生次數(shù)的影響,隨NH