基本信息
- 项目名称：
- 新型高效二氧化碳吸收剂的开发
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品在以投入实际应用的MEA吸收液基础上进行了优化改进，以TETA为主体，加入适量MEA组成复合吸收剂，实现性能的互补、增强。通过对复合吸收剂吸收速率、吸收容量、表面张力及表面焓的研究，证实所配吸收剂对二氧化碳有较大的吸收容量，吸收速率高，表面张力小，传质面积大（有利于增强吸收），再生能耗低，对设备的腐蚀性较单一MEA有所降低。相对传统的MEA配方具有明显优势，有较好的工业应用潜力，推广前景好。
- 详细介绍：
- 目前对二氧化碳捕获的方法中，醇胺法是唯一的得到实际应用的方法，就目前研究成果看，各种方法都有一定的缺陷。目前国内将醇胺法吸收二氧化碳投入实际运营的分别有华能北京热电（高碑店）及华能上海石洞口第二电厂，所用吸收剂为MEA。MEA吸收二氧化碳速率高，但是吸收容量不大，且再生能耗较高，对设备腐蚀性强。 本作品在原有配方基础上进行了优化改进，以TETA为主体，加入适量MEA组成复合吸收剂，实现性能的互补、增强。通过对复合吸收剂吸收速率、吸收容量、表面张力及表面焓的研究，证实所配吸收剂对二氧化碳有较大的吸收容量，吸收速率高，表面张力小，传质面积大（有利于增强吸收），再生能耗低，对设备的腐蚀性较单一MEA有所降低。 通过以上结论我们得出，相对已经得到实际应用的MEA吸收剂而言，我们的吸收剂更具优势，可大幅提高经济效益，具有较大的工业应用潜力，推广前景好。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目从传统醇胺法吸收二氧化碳入手，总结经验、结论，从理论上配出一种高性能的，适合工业应用的复合吸收剂配方，验证、研究过程从吸收容量，吸收速率，表面张力及再生能耗入手，对所配吸收液进行研究，为工业应用提供参考与依据。
科学性、先进性及独特之处
- 优选出适于工业应用的TETA-MEA吸收液，具有以下特点： 一、对CO2的吸收速率快，吸收容量大，明显优于MEA吸收剂； 二、表面张力较小,塔内传质面积大,有利于增强吸收； 三、再生能耗降低； 四、对设备腐蚀性较传统MEA配方小
应用价值和现实意义
- 醇胺法是目前唯一得到实际应用的CO2吸收法，国内现有华能北京热电厂和华能上海石洞口第二电厂采用单一MEA吸收剂捕集CO2，用本项目提出的新型高效吸收剂，性能明显优于MEA吸收剂，可大幅提高经济效益，具有较大的工业应用潜力，推广前景好。
学术论文摘要
- 近年来，随着国民经济的快速发展，能源消耗量与日俱增。由此产生的大量CO2等温室气体，已对环境保护及经济的可持续发展形成巨大压力。寻找一种行之有效的CO2捕集方法，已引起广泛关注。醇胺溶液吸收法是当前CO2捕集的主要方法，具有技术成熟、吸收量大、操作成本较低等优点，适宜大规模商业化分离。 本研究的主要目的是通过测定系列浓度的MEA-TETA复配醇胺水溶液对CO2的溶解度，确定适于工业应用的MEA-TETA复配体系的组成。并通表面张力实验，确定该复配体系再生能耗，从而为MEA-TETA复配体系的工业应用提供基础数据及设计依据。 实验结果表明，在以TETA为主体的醇胺水溶液中加入适量MEA，CO2的溶解度变化不大，CO2吸收速率稍有提高，降低表面张力并增强传质过程，降低再生能耗。当MEA和TETA的质量分率分别为0.0689和0.231时，复配醇胺水溶液一方面对CO2具有较强的吸收能力，同时具有较少的表面张力及表面焓，适于工业应用。
获奖情况
- 《广州化工》2011年第十期（5月30出版）录用发表
鉴定结果
- 无
参考文献
- (1) 焦真, 骆培成, 吴有庭等. 低分压CO2在有机胺水溶液中的溶解度.化学工程 2006, 9, 43-46 (2) 付东，钟智坤，吕建燚. 二乙醇胺水溶液的表面张力研究. 华北电力大学学报(自然科学版). 2010, 37(6), 81-84 (3) Maham, Y.; Mather, A. E. Surface Thermodynamics of Aqueous Solutions of Alkylethanolamines. Fluid Phase Equilibria 2001,182, 325-336. (4) Aguila-Hernández, J.; Trejo, A.; Gracia-Fadrique, J. Surface Tension of Aqueous Solutions of Alkanolamines: Single Amines, Blended Amines and Systems with Nonionic Surfactants. Fluid Phase Equilibria 2001, 185, 165-175.
同类课题研究水平概述
- 醇胺溶液吸收法是当前CO2捕集的主要方法。随着华能北京热电厂和华能上海石洞口第二电厂MEA吸收剂捕集CO2示范工程的展开，在火电厂CO2减排领域，醇胺溶液吸收法将占据举足轻重的地位。 单一MEA吸收工艺的主要缺点是吸收负荷低，对设备腐蚀性比较大，再生能耗相对较高。复配醇胺吸收剂,如TETA-MEA水溶液,有利于在保持较高的吸收速率的同时能提高CO2吸收负荷，降低再生能耗，增大传质面积。但是至今为止, 少有以研究TETA-MEA水溶液作为吸收剂吸收CO2的文章，且TETA-MEA水溶液中与传质相关的的表面张力及与再生热相关的表面焓等性质的研究尚未见诸报道。
