胺基離子液體-膜接觸器耦合系統(tǒng)分離CO2的研究.pdf

1、化學(xué)吸收法捕獲CO2技術(shù)是目前短時(shí)間內(nèi)控制工業(yè)CO2排放最有效的方法。然而，其存在液泛、發(fā)泡、溝流、夾帶等運(yùn)行問(wèn)題，且傳質(zhì)效率低、運(yùn)行能耗過(guò)高、經(jīng)濟(jì)性差。而中空纖維膜接觸器與化學(xué)吸收法相結(jié)合的膜吸收技術(shù)因具有較高的吸收傳質(zhì)通量和低CO2再生能耗，被認(rèn)為是具有前景的碳捕獲技術(shù)。膜吸收技術(shù)面臨的關(guān)鍵問(wèn)題是選擇適宜的吸收劑，以達(dá)到提高膜吸收-再生循環(huán)過(guò)程長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性的目的。
　　本文利用一步合成法設(shè)計(jì)合成四種胺基離子液體，并利用紅外光

2、譜和拉曼光譜分析了胺基離子液體的合成機(jī)理及其與CO2的作用原理，研究了離子液體的理化性質(zhì)及其水溶液對(duì)CO2的吸收負(fù)荷。結(jié)果表明:四種離子液體水溶液在常溫條件下對(duì)CO2均有很高的吸收量，離子液體與CO2的摩爾比在1.25～1.63之間;離子液體的黏度由其陰離子和陽(yáng)離子共同決定，且吸收CO2飽和后離子液體的黏度急劇升高;合成的離子液體均呈弱堿性，pH值在10.40～10.76間，吸收CO2飽和后的溶液pH值則降低到6.64～6.89。

3、>　　對(duì)胺基離子液體進(jìn)行膜吸收CO2性能評(píng)價(jià)，研究了氣液相流速、進(jìn)氣CO2濃度對(duì)總傳質(zhì)系數(shù)和脫碳率的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:離子液體吸收CO2性能由大到小依次為:三乙烯四胺甲酸鹽（[TETA][HCOO]）＞三乙烯四胺乳酸鹽([TETA][Lac])＞二乙烯三胺甲酸鹽([DETA][HCOO])＞二乙烯三胺乳酸鹽([DETA][Lac])，其中[TETA][HCOO]膜吸收過(guò)程總傳質(zhì)系數(shù)最高為2.4×10-5m/s，脫碳率最高可達(dá)98.73

4、％;影響CO2吸收效果的因素由強(qiáng)到弱依次為:進(jìn)氣CO2濃度＞氣相流速＞液相流速。
　　在70℃的膜再生溫度和20kPa的運(yùn)行壓力條件下進(jìn)行膜再生試驗(yàn)，離子液體的再生率可達(dá)89.41％～95.69％，離子液體的循環(huán)利用率高，且比傳統(tǒng)有機(jī)胺吸收劑的富液再生溫度120℃降低了50℃左右。
　　在膜的長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性試驗(yàn)以[TETA][HCOO]為吸收劑，在常溫條件下研究膜吸收長(zhǎng)期運(yùn)行中CO2吸收性能隨時(shí)間的變化規(guī)律。運(yùn)行50h后總傳