外文翻譯---通過加酸來降低富co2溶液的co2再生能量需求

1、<p>　　通過加酸來降低富CO2溶液的CO2再生能量需求</p><p>　　原文來源：Bo Feng，* Min Du，Timothy James Dennis，Kim Anthony，and Marc Jarrod Perumal Energy Fuels 2010, 24, 213–219 : DOI:10.1021/ef900564x</p><p>　　摘 要：本研

2、究通過實(shí)驗(yàn)調(diào)查了富CO2吸收劑溶液中添加弱酸后對CO2再生能量需求的影響。用于商業(yè)吸收CO2的乙醇胺（MEA）吸收劑被用于吸收不同量的CO2，從而形成不同CO2負(fù)荷的富CO2溶液。隨后，辛二酸、鄰苯二甲酸和草酸等弱酸加入到溶劑中來研究酸的量對CO2釋放率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其他再生條件保持不變時(shí)，加入弱酸能使CO2更快更多的釋放。CO2的釋放量與酸的加入量成正比。加酸具有降低吸收劑CO2再生能耗的潛力。 </p>&

3、lt;p><b>　　1.引言 </b></p><p>　　現(xiàn)有的CO2捕獲方法可以分成三類：預(yù)燃前分離、燃燒后分離和富氧燃燒，這些方法還處于不同的發(fā)展階段。截至目前為止，商業(yè)化可行的唯一科技方法就是歸于燃燒后一類的溶劑科學(xué)法。溶劑科學(xué)法，已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的調(diào)查，簡而言之，CO2最先被捕捉到一個(gè)裝有物理或化學(xué)溶劑的吸收器（40-60℃）里；緊接著，在100-150℃時(shí)，飽和CO2溶

4、劑被抽到吸收塔中解吸CO2并再生溶劑，新鮮的溶劑然后被送回吸收塔中循環(huán)利用（詳見圖1）。盡管這是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但是溶劑科學(xué)法面臨著3種主要的限制性問題。</p><p><b>　　1.1吸收劑降解</b></p><p>　　在溶劑吸收系統(tǒng)的操作中一個(gè)嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問題是溶劑由于降解而減少。有氨基的溶劑化以三種典型的方式出現(xiàn)。煙道中氣流一般含有5-10%的O2，這誘發(fā)

5、了溶劑和O2之間的一系列的氧化反應(yīng)，導(dǎo)致一些不必要的產(chǎn)物的生成。氧化降解發(fā)生在金屬離子如鐵或銅離子的出現(xiàn)的情況下。這些金屬離子對反應(yīng)過程起催化的作用，溶劑的氧化反應(yīng)產(chǎn)生有機(jī)酸和NH3，在吸收器底部的吸收劑富液中該反應(yīng)劇烈。另一種溶劑降解的方式是由于CO2分子和溶劑中的氨基甲酸聚酯發(fā)生反應(yīng)造成的。最后一種是由于熱量損失造成當(dāng)溫度遠(yuǎn)高于200℃時(shí)化學(xué)成分的改變而造成。</p><p><b>　　1.2腐蝕

6、</b></p><p>　　常見的溶劑吸收系統(tǒng)被包含在碳化鋼的容器中，這很容易導(dǎo)致容器被腐蝕。鋼中鐵發(fā)生標(biāo)準(zhǔn)氧化會使材料表面磨損，從而發(fā)生腐蝕。腐蝕的發(fā)生很普遍，然而腐蝕的速率會隨著濃度、酸性氣體的高密度、高的操作溫度和高的PH值而增加。研究表明，不是胺鹵氮化合物而是其本身釋放的其他自由酸性增加了腐蝕的速率。</p><p><b>　　1.3高的再生能源</

7、b></p><p>　　一些限制過程和操作的因素阻礙了化學(xué)吸收過程的效率，主要的限制性因素是需要用一種高反應(yīng)熱的溶劑來抽出煙道氣流中較低濃度的CO2。這種方法不可避免的負(fù)面就是操作中需要花費(fèi)巨大的成本將相同數(shù)量的能量送回再生系統(tǒng)中。再生系統(tǒng)所需能量遠(yuǎn)超過總操作花費(fèi)的70-80%，只要可能，大量的低放熱通過再生蒸汽循環(huán)用于這一系統(tǒng)，余下的能量用于熱量轉(zhuǎn)換。這個(gè)過程的實(shí)際操作常常受制于能夠很容易提供數(shù)以體積計(jì)

8、的低級熱量的設(shè)備，如電力車間。對于廣泛使用化學(xué)吸收法捕獲CO2而來說，高的再生能源需求和高的相關(guān)操作成本是唯一最大的障礙。</p><p>　　為研究上述限制性因素，一些工作為此展開，如為減少降解和腐蝕的一些新方法正在探索中。PH值不定值法，這種新方法已被提議到減少再生能源的需求中。這項(xiàng)工作需要估計(jì)PH不定值法在節(jié)省能源的效用。</p><p>　　與普通方法相比，PH不定值過程中主要特征

9、就是為減少能源需求而增加PH控制媒介，或加酸到系統(tǒng)中以降低在身的溶劑PH值。一體化的PH不定值過程對于普通溶劑的吸收系統(tǒng)（如圖1所示）包含了增加PH控制媒介到飽和CO2溶劑，兩者混合后在再生吸收系統(tǒng)底部優(yōu)先發(fā)生轉(zhuǎn)變。我們所期望的的PH控制媒介會隨著溫度的升高而不斷溶解直至熱能轉(zhuǎn)化貫穿整個(gè)吸收系統(tǒng)中。降低溫度和溶度會使PH控制媒介消除，但會造成其在返回吸收器之前在溶劑表面結(jié)晶。通過降低PH來再生CO2捕獲溶劑，從而減少能源需求的思想是一個(gè)

10、相當(dāng)新的理論。因?yàn)樵谥暗难芯恐袥]有特別的可利用信息?，F(xiàn)有的PH不定值研究狀況下最具相關(guān)性的鏈接就是用檸檬酸鈉鹽從氣流中抽出SO2和CO2的方式。</p><p>　　圖1常規(guī)吸收劑吸收系統(tǒng)中的變pH工藝</p><p>　　檸檬酸鈉鹽的工作過程就像一個(gè)普通的系統(tǒng)中具有選擇性吸收SO2的替換煙道，氣體與似水的溶劑接觸，是水蒸氣再生溶劑并釋放SO2產(chǎn)生的能量。SO2從蒸汽中抽出并和冷凝的水蒸

11、氣分離得到準(zhǔn)備儲存的純SO2，這個(gè)過程對工業(yè)煙道脫硫提供了許多有利條件，這在減少SO2形成酸雨中是一項(xiàng)重要的環(huán)保要求。檸檬酸鈉鹽的工作過程提供一些有利體積，包括一個(gè)高的氣體飽和體積和低的溶劑氧化損失，然而這些屬性被需要用來產(chǎn)生蒸汽的高的能量需求所阻礙，大量能量需求使之成為在檸檬酸鈉鹽法中的一項(xiàng)消耗。</p><p>　　檸檬酸鈉鹽工作過程能夠通過引進(jìn)乙二酸到系統(tǒng)中而大大減少能量的消耗。與乙酸鈉操作過程一樣，但是增

12、加了己二酸到富SO2溶液再生蒸汽。除了檸檬酸鈉鹽的工作進(jìn)程本身含有的優(yōu)點(diǎn)外，溶液中PH的降低造成在蒸汽再生需求能量中不小的節(jié)省。己二酸的低成本和從減少的蒸汽需求中節(jié)省能量實(shí)際意味著這種更改具有經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　顯然，為評估PH不定值法對CO2捕獲的可能性，需要解決下面的問題：</p><p>　　是不是任何一中酸都能減少能源再生？</p><p>&l

13、t;b>　　這些酸能不能回收？</b></p><p>　　溶液中殘留的酸會不會極大的影響吸收效率？</p><p>　　作為PH不定值法的第一步，這項(xiàng)研究試圖回答第一個(gè)問題，即我們是否能找到能夠減少CO2再生能源需求的酸，一些弱酸被挑選出來實(shí)驗(yàn)普通的CO2溶劑對再生能源需求的影響。</p><p><b>　　2.實(shí)驗(yàn)部分</b&

14、gt;</p><p>　　實(shí)驗(yàn)步驟如下：首先需要準(zhǔn)備不同濃度具有代表性的溶劑，其次這些溶劑易于吸收CO2，然后，把一些酸加入溶劑中得到溶劑解吸CO2所需消耗的能量值與不加任何酸的情況經(jīng)行比較。</p><p><b>　　2.1溶劑選擇</b></p><p>　　訂購的商業(yè)性可利用的化學(xué)溶劑是烷醇類物質(zhì)：MEA，DEA和MDEA。在美國3大

15、電站和6個(gè)其他重工業(yè)區(qū)現(xiàn)有的溶劑吸收設(shè)備都將MEA作為化學(xué)溶劑。很顯然，MEA是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且是作為實(shí)驗(yàn)的最合適溶劑。有很多研究作品對MEA和其他溶劑相比之下的特性做了描述，因此將MEA作為本次實(shí)驗(yàn)的溶劑。MEA作為一種適合溶劑被使用也是因?yàn)樗母呶招Ч透咴偕茉葱枨蟆＿@些特性考慮到了最有效吸收并且用于節(jié)省再生能源的需求。</p><p>　　2.2 PH控制媒介</p><p>　　

16、這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中被挑選出來的弱酸是辛二酸、鄰苯二甲酸和草酸。挑選的標(biāo)準(zhǔn)是基于己二酸的性質(zhì)，尤其是管飯的PH緩沖能力、高溶度和經(jīng)濟(jì)成本。選擇這三種酸的是因?yàn)樗麄冊诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上和己二酸相似。</p><p>　　二羧基酸的基本結(jié)構(gòu)是HOOC-R-COOH，其中R包含一個(gè)不同長度的烴鏈，在溶劑中酸成為羧基離子團(tuán)而不是最終以分子的形式存在。</p><p>　　這個(gè)過程為HOOC-R-COOH→HOOC-

17、R-COO-+H+，第二個(gè)所集團(tuán)離子的出現(xiàn)不及第一個(gè)容易。對于PH浮動過程陡峭的溶度曲線是一個(gè)關(guān)鍵需求，以至于溫度降低時(shí)酸能夠有效結(jié)晶。在溶劑吸收過程中通過操作溫度能夠到這三種酸的理論溶度。在高溫下這些酸會溶解在更多溶液中。然而會隨著溫度的降低溶解度陡降，所以在低溫時(shí)酸會溶解得少些并析出成為晶體。</p><p>　　站在商業(yè)化角度下的最后一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是價(jià)格和酸的可用性，這三種酸相對來說并不貴并且可以少量訂購使用，但

18、是大量使用的詳細(xì)成本分析還需確認(rèn)一個(gè)工業(yè)區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。</p><p><b>　　2.3吸收階段</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)吸收階段的目的就是準(zhǔn)備一個(gè)大體積的富CO2溶液，然后制成樣品用于再生。</p><p>　　吸收實(shí)驗(yàn)過程的第一步是量取含有160ml溶劑的溶液，溶液由選擇的溶劑的濃度確定，要么1.1M要么1.2M，量取數(shù)量體積的M

19、EA和蒸餾水倒入吸收單元瓶中，整個(gè)吸收系統(tǒng)充滿氮?dú)庵钡紺O2濃度達(dá)到0。CO2和N2的混合物進(jìn)入系統(tǒng)中，持續(xù)檢測CO2濃度直至達(dá)到20000PPM。溶劑吸收CO2的量是根據(jù)CO2的濃度的定義而計(jì)量的，這3種溶劑需要準(zhǔn)備室溫為25℃下不同濃度的CO2。</p><p><b>　　2.4再生階段</b></p><p>　　實(shí)驗(yàn)部分優(yōu)先完成關(guān)于3種酸與飽和溶液混合時(shí)的反

20、應(yīng)和再生實(shí)驗(yàn)。據(jù)我們所知當(dāng)辛二酸和鄰苯二甲酸已經(jīng)反應(yīng)和溶解在溶液中時(shí)，草酸和溶液混合會產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)，包括劇烈的冒泡產(chǎn)生大量熱和釋放一種好聞的氣體（據(jù)推斷是酯），草酸反應(yīng)的不穩(wěn)定性證明了再生實(shí)驗(yàn)用它具體有不持續(xù)性</p><p>　　再生實(shí)驗(yàn)需要用含有2種不同濃度的15ml從室溫加熱到95℃的樣品的溶液，開始不斷加酸，再加入辛二酸（2,4或6g和0.5，1，2，3，4或6g）和不同數(shù)量的辛二酸（2，4或6g）。&

21、lt;/p><p>　　實(shí)驗(yàn)的第一步是吸取15ml溶劑并轉(zhuǎn)入再生單元中，然后稱出所需酸的量，并加入溶液中，將再生單元和剩下的儀器連接，N2便充滿系統(tǒng)，使得CO2濃度顯示在一個(gè)極小的示數(shù)并以此作為參考點(diǎn)。將再生單元浸入油中并控制溫度在95℃。將再生單元在油中放置一段時(shí)間并從流出量和溫度監(jiān)測CO2流出量。在再生實(shí)驗(yàn)的最后階段，關(guān)閉CO2和溫度測試儀，氮?dú)庖碴P(guān)閉，此時(shí)將仍處于95℃的油液中的再生單元打開，用PH計(jì)量器測定溶

22、液的PH值，冷卻含有部分重新產(chǎn)生的溶劑的再生單元，測量里面溶液的體積。</p><p>　　試驗(yàn)時(shí)間控制在10或20分鐘，重復(fù)實(shí)驗(yàn)并隨機(jī)抽取，發(fā)現(xiàn)誤差在10%以內(nèi)，報(bào)道的結(jié)果是多個(gè)處于同樣條件下實(shí)驗(yàn)的平均標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　3.結(jié)果和討論</b></p><p>　　3.1.1 吸收結(jié)果</p><p>

23、　　在吸收實(shí)驗(yàn)中記錄了下列發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　當(dāng)水和MEA混合時(shí)放熱；</p><p>　　吸收中溶液會增加黏度；</p><p>　　改變顏色和密度會使溶液有更大的吸收，溶液中更容易出現(xiàn)小泡沫；</p><p>　　如果將飽和溶液放置很長時(shí)間其會變?yōu)樯铧S或琥珀色。</p><p>　　表1 樣品1-3溶液中吸

24、收的CO2體積</p><p>　　上述記錄和之前的研究是一致的，表明了CO2和MEA發(fā)生了反應(yīng)。如表所示，三種樣品是由不同濃度的MEA和CO2產(chǎn)生的 。我們能夠得到溶液中吸收的CO2的體積和溶液中MEA的摩爾分?jǐn)?shù)以吸收過程的時(shí)間是一致的。據(jù)計(jì)算得到的氣體摩爾數(shù)推測CO2是一種理想的氣體。這CO2個(gè)數(shù)據(jù)可以用來決定再生實(shí)驗(yàn)中每15ml樣品包含的CO2量，并通過比較每次實(shí)驗(yàn)釋放的CO2量來找出再生的效率。</

25、p><p><b>　　3.1.2再生結(jié)果</b></p><p>　　三種含有富CO2溶劑的樣品等分成15ml用于測試再生，再生實(shí)驗(yàn)中記錄了下列發(fā)現(xiàn)：</p><p>　　加酸后溶液放出大量的熱；</p><p>　　溶液快速釋放的CO2和加酸釋放的熱量相當(dāng)；</p><p>　　溶液增加其黏度貫穿

26、整個(gè)再生過程；</p><p>　　在再生的各個(gè)階段溶液顏色至深琥珀色；</p><p>　　在更高的溫度下酸會全溶；</p><p>　　再生發(fā)生后隨溶液的冷卻會出現(xiàn)一些酸的結(jié)晶體；</p><p>　　再生過程中水的量減少了。</p><p>　　主要結(jié)果見表2-4和圖2-6.</p><p&g

27、t;<b>　　表2 樣品1的再生</b></p><p><b>　　表3樣品2的再生</b></p><p><b>　　表4樣品3的再生</b></p><p>　　圖2 樣品1的CO2解吸情況（2 M MEA）</p><p>　　圖3 樣品1的CO2再生情況（2 M

28、MEA）</p><p>　　圖4 樣品2的CO2解吸情況（1.12 M MEA）</p><p>　　圖5 樣品2的CO2再生情況（1.12 M MEA）</p><p>　　圖6樣品3的CO2解吸情況（2 M MEA）</p><p>　　我們可以明顯觀察到隨著酸的增加產(chǎn)生的CO2也在增加或者溶液中PH值在減少，加入6g環(huán)己基二甲酸的樣品

29、2在其他所有情況下都出現(xiàn)了一個(gè)明顯的趨勢。</p><p>　　我們可以觀察到每個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果都是再生過程有一條幾乎完全一樣的溫度曲線，如圖7只有一小點(diǎn)不同存在于由控制樣品和含酸樣品達(dá)到的最高溫度中。</p><p>　　圖7 溶劑再生過程中溫度的變化</p><p><b>　　3.1.3再生效率</b></p><p>

30、;　　再生效率的定義為釋放的CO2與吸收的CO2的比率，由上述結(jié)果而分析得到結(jié)果見圖8</p><p>　　圖8 不同比例添加溶劑作用下二氧化碳解吸和再生效率</p><p><b>　　從圖中我們易知:</b></p><p>　　再生效率隨著溶劑中酸的數(shù)量增加而增加，這適用于實(shí)驗(yàn)用的兩種酸和三種樣品，對于樣品1，當(dāng)加入6g 環(huán)己基二甲酸后再

31、生效率將增加至超過400%；</p><p>　　圖中顯示當(dāng)加入等量的環(huán)己基二甲酸和鄰苯二甲酸時(shí)前者的效率更高；</p><p>　　比較樣品1與樣品3得出當(dāng)溶劑中含有CO2量更低時(shí)再生效率反而更高，在增加的再生效率中的加酸的效果很可能是CO2和如下討論的有助于釋放CO2的溶劑的全反應(yīng)的結(jié)果，幾十沒有詳細(xì)數(shù)量的研究來證實(shí)這點(diǎn)。</p><p>　　在似水的溶液中用M

32、EA吸收CO2發(fā)生的主要可逆反應(yīng)如下：</p><p>　　MEA分子形成一個(gè)穩(wěn)定的氨基甲酸酯離子</p><p>　　CO2+ RNHCOO-RNH2→H++RNHCOO- ①</p><p>　　形成另一種穩(wěn)定的離子。</p><p>　　RNHCOO-+ RNH2→RNH++RNHCOO2- ②</

33、p><p>　　氨基甲酸酯離子和水分子反應(yīng)</p><p>　　RNHCOO-+H2O→H3O++RNCOO2- ③</p><p>　　CO2和水分子反應(yīng)形成碳酸鹽離子</p><p>　　CO2+H2O→H++HCO3- ④</p><p

34、>　　這些反應(yīng)引起的全面影響是CO2和釋放的能量發(fā)應(yīng)生成氨基甲酸酯和碳酸鹽離子。所有的這些反應(yīng)都是可逆的，在再生過程中向系統(tǒng)中增加熱量會激活這些可逆反應(yīng)。</p><p>　　當(dāng)一種酸加入到溶液中時(shí)會分離出H+，其濃度在PH范圍內(nèi)測量，加酸后的反應(yīng)會使H+濃度增加并對1、3、4反應(yīng)的平衡產(chǎn)生干擾，在所有的這些反應(yīng)中，由于H+濃度增加造成的平衡轉(zhuǎn)移有利于向釋放CO2分子的可逆反應(yīng)方向發(fā)生，實(shí)際上，加酸為平衡轉(zhuǎn)

35、移和再生反應(yīng)提供了動力，這反而為建立這些反應(yīng)減少了能量障礙。</p><p>　　在大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)中再生效率都低于40%，這是沒有預(yù)料到的，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)移主要通過傳遞，這是一個(gè)慢過程，在一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)中，熱量主要通過對流和體積轉(zhuǎn)移而傳遞，因此，在同樣的時(shí)間段再生效率應(yīng)該更高。</p><p>　　3.1.4 能量效率</p><p>　　能量效率被定義為用于解吸

36、CO2的能量（反應(yīng)熱）與樣本釋放每mol CO2吸收的能量的比率。計(jì)算每種溶劑吸收的總能量和能量效率。</p><p>　　在再生過程中溶液吸收的總能量能夠從總計(jì)能量組成上計(jì)算得到?？偰芰坑扇芤旱娘@熱、反應(yīng)熱、水蒸氣潛熱和溶劑蒸汽潛熱，即：</p><p>　　總能量=反應(yīng)熱+水蒸氣潛熱+溶劑蒸汽潛熱+溶液顯熱</p><p>　　緊接著能量效率應(yīng)計(jì)算為：能量效率=

37、 反應(yīng)熱/總能量</p><p>　　顯熱就是用于將富含CO2的溶劑混合物提高到適當(dāng)?shù)臏囟却偈拱l(fā)生CO2再生所需的熱量。顯熱用溶液的熱能和實(shí)驗(yàn)中觀察到的溫度升高來計(jì)算。從2種不同摩爾濃度的溶液2和1.12M得到的使用的特有熱能曲線和實(shí)驗(yàn)溫度數(shù)據(jù)能夠計(jì)算顯熱，因?yàn)樗械膶?shí)驗(yàn)都適用于等溫加熱，影響顯熱的唯一區(qū)別就是溶劑溶液的摩爾組成。</p><p>　　反應(yīng)熱是發(fā)生在吸收實(shí)驗(yàn)中的那些可逆反應(yīng)

38、吸收的熱量，反應(yīng)熱是轉(zhuǎn)移到為再生和釋放CO2分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的能量。反應(yīng)熱可根據(jù)每單位體積CO2的化學(xué)能量需求統(tǒng)計(jì)的可利用數(shù)據(jù)計(jì)算得到，每次實(shí)驗(yàn)計(jì)算得到的CO2體積能增加反應(yīng)熱，反應(yīng)熱在研究報(bào)告中顯示為65KJ/mol</p><p>　　在再生過程中大量的熱將水變成蒸汽，蒸汽的潛熱就是產(chǎn)生蒸汽所需要的熱量，這個(gè)量會隨著溶劑混合物的濃度的變化而變化，例如，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的MEA含有的潛熱少于10%MEA。蒸汽潛

39、熱通過等值于2.26KJ/g的水的標(biāo)準(zhǔn)蒸汽熱量和水的汽化量計(jì)算得到。因?yàn)镸EA具有高飛點(diǎn)（為170°C）而事實(shí)上再生溫度只能達(dá)到90°C，據(jù)此猜測再生中溶液損失的體積只因?yàn)樗?，我們期望只有很少?shù)量的水被汽化，然而，不太可能決定少許溶劑的體積和溶液損失的水分。</p><p>　　類似的，溶劑中的蒸汽潛熱是很少量的溶劑在氣化過程中吸收的熱量，這在再生過程中是偶然的，我們推測會有少量的液體溶劑改變

40、狀態(tài)成為氣態(tài)。</p><p>　　再生過程中轉(zhuǎn)移到溶劑溶液中的總能量能通過計(jì)算每個(gè)階段每種實(shí)驗(yàn)樣品的能量而得到。在每份樣品中輸入相應(yīng)釋放摩爾體積的CO2，每mol CO2所需的能量和能量效率的數(shù)據(jù)和其他值就可以得到總能量，詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果如表5。我們發(fā)現(xiàn)主要的能耗發(fā)生在蒸汽熱上，并且加酸減少了總能量。</p><p>　　加入酸的種類和數(shù)量對實(shí)驗(yàn)樣品的總能量和能量效率的影響見圖9</

41、p><p>　　圖9 酸的種類和用量對能量消耗和效率影響</p><p><b>　　我們得出：</b></p><p>　　存在一個(gè)普通的趨勢就是總能量隨著加入的環(huán)己基二甲酸和鄰苯二甲酸的量的增加而減少而能量效率隨算的量的增加而增加。例如樣品3加入6g 環(huán)己基二甲酸后能耗減少量超過1400%；</p><p>　　和鄰苯二

42、甲酸相比，環(huán)己基二甲酸在減少能耗上更有效，或者能量效率更高些</p><p>　　處于平均值3MJ/molCO2情況下能耗很大，這個(gè)值比報(bào)道的從溶劑中解吸CO2所需能量（約80KJ/mol CO2）要高很多，一份詳細(xì)的能耗條款顯示，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中大多數(shù)的能量消耗在產(chǎn)生蒸汽上（見表5）；</p><p>　　我們期望當(dāng)水蒸氣直接用于加熱溶劑時(shí)這個(gè)數(shù)據(jù)能更小些，在大多數(shù)情形下能量效率都較低，少于

43、10%這也是因?yàn)檩斎氲哪芰勘焕в诋a(chǎn)生蒸汽而不是用于解吸反應(yīng)。我們期望在熱量傳遞速率高的實(shí)際系統(tǒng)中能量效率能更高些。</p><p><b>　　表5 樣品溶劑中的</b></p><p><b>　　3.2討論</b></p><p>　　在這項(xiàng)研究中做的初步實(shí)驗(yàn)里存在一些不確定性。如前面討論的，主要的不確定性是在實(shí)際系統(tǒng)

44、中熱量傳遞速率很不相同。這使得再生效率和能量效率都比實(shí)際系統(tǒng)中預(yù)期的值要低。然而這里所說的結(jié)果毫無疑問的顯示，加酸對再生和能量效率有顯著影響，因此，為研究更詳細(xì)的PHS法進(jìn)一步的工作正在進(jìn)行中，包括對更多酸進(jìn)行測試也是最合適的一種，酸的結(jié)晶，PH浮動的化學(xué)反應(yīng)，PH浮動對腐蝕的影響，方法的經(jīng)濟(jì)性和這個(gè)方法在其他溶劑上的應(yīng)用等。反應(yīng)指出的是因?yàn)樯厦嫠f的不確定性與這里顯示的相比，在實(shí)際系統(tǒng)中加酸能對CO2解吸產(chǎn)生較小影響，進(jìn)一步的工作需要

45、進(jìn)行測試來代表實(shí)際條件的相當(dāng)大的系統(tǒng)。</p><p><b>　　4．結(jié)論</b></p><p>　　對溶劑吸收過程中使用變PH捕獲CO2的觀點(diǎn)已經(jīng)做了研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)PH浮動理論的正確性和這個(gè)觀點(diǎn)的有效性。實(shí)驗(yàn)跡象表明在再生過程中能夠通過浮動溶液中PH達(dá)到節(jié)約能量的目的。溶解過程實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到最大的能量效率會使之增加1400%（就每molCO2釋放的能量而言）.

46、</p><p>　　增加釋放的CO2體積和減少能耗能提高能量效率，減少的能耗歸因于降低水蒸氣，這有利于繼續(xù)研究關(guān)于PH浮動法的更多細(xì)節(jié)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　真誠的感謝昆士蘭大學(xué)的財(cái)政支持。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

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