有機(jī)胺溶液捕集二氧化碳的研究.pdf

1、隨著人們對地球溫室效應(yīng)的重視，有關(guān)二氧化碳(CO2)排放、捕集和利用方面的課題已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。工業(yè)排放的CO2大部分來自煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒過程，若能對煙道氣中的CO2進(jìn)行回收利用，將會(huì)具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。有機(jī)胺化學(xué)吸收法是諸多工業(yè)捕集CO2方法中常用的一種方法。為提高有機(jī)胺溶液捕集CO2的效率以及降低捕集過程的能耗，論文以羥乙基乙二胺(AEEA)為主體，從改進(jìn)有機(jī)胺配方和研究反應(yīng)機(jī)理這兩方面，對有機(jī)胺溶液吸收和解吸

2、CO2過程進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　在改進(jìn)有機(jī)胺配方方面，首先考察了不同濃度、溫度和CO2分壓下，AEEA與N-甲基二乙醇胺(MDEA)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)混合吸收CO2的量(molCO2/mol amine)和穩(wěn)定性等參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn):混胺AEEA+MDEA/AMP水溶液吸收CO2的量隨著溫度升高而降低，隨著CO2分壓的升高而增大;在總質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變的情況下，混胺AEEA+MDEA/AMP吸收CO2的量隨著MDEA

3、/AMP濃度的增大而減小，多次吸收和解吸CO2循環(huán)實(shí)驗(yàn)證明，混胺AEEA+MDEA/AMP水溶液具有較好的穩(wěn)定性。其次，論文對新型叔胺N，N-二甲基乙醇胺(DMMEA)和二乙胺基乙醇(DEEA)代替工業(yè)中現(xiàn)有的有機(jī)胺水溶液進(jìn)行可行性研究后發(fā)現(xiàn):DMMEA和DEEA的循環(huán)能力較好，具有低溫下吸收CO2速率較快，高溫下吸收CO2的量低的特點(diǎn)，有一定的工業(yè)應(yīng)用前景;最后，論文采用苯甲醇(BP)代替水作為溶劑與AEEA混合的方式以達(dá)到降低再生能

4、耗的目的，研究發(fā)現(xiàn)，AEEA+BP混合吸收CO2時(shí)，雖然吸收CO2的量與AEEA水溶液相比有所降低，但其解吸CO2速率大大提高，393 K下，相同濃度的AEEA+BP溶液的解吸CO2速率為AEEA水溶液的1.3倍，并且，解吸所需要的時(shí)間比AEEA水溶液減少30％。
　　在研究反應(yīng)機(jī)理方面，采用碳核磁共振(13C NMR)定量分析了混胺AEEA+ AMP水溶液在吸收和解吸CO2過程中離子濃度變化，推導(dǎo)出反應(yīng)機(jī)理:在吸收CO2過程中，

5、混胺AEEA+ AMP水溶液與CO2反應(yīng)生成AEEA伯氨基甲酸鹽、AEEA仲氨基甲酸鹽、質(zhì)子胺和HCO3-/CO32-，未生成AEEA二氨基甲酸鹽與AMP氨基甲酸鹽，且生成AEEA伯氨基甲酸鹽的速率大于生成AEEA仲氨基甲酸鹽的速率;在解吸CO2過程中，部分HCO3-并沒有直接解吸為CO2，而是與質(zhì)子胺AEEAH+反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為AEEA仲氨基甲酸鹽;HCO3-/CO32-在解吸過程中容易解吸，而氨基甲酸鹽在解吸過程中難解吸，并且AEEA伯