浸沒式中空纖維膜接觸器分離煙氣中CO2的研究.pdf

1、隨著世界各國對全球氣候變化的日益關(guān)注，作為主要溫室氣體的CO2，其減排控制研究已經(jīng)引起越來越多的關(guān)注。據(jù)IEA(InternationalEnergyAgency)預(yù)測，到2030年，世界能源消費中，以煤、石油、天然氣為主的化石燃料將仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。因此，燃煤電廠尾部煙氣CO2的分離回收尤其受到關(guān)注。膜吸收法是一種將膜和化學(xué)吸收相結(jié)合的新型偶聯(lián)技術(shù)，該技術(shù)不僅克服了傳統(tǒng)化學(xué)吸收過程中的液泛、夾帶、溝流等缺點，還提供了氣液獨立的運行條件

2、和巨大的氣液接觸面積，能得到較好的CO2去除效果。
　　 本研究以疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維膜作為膜接觸器，建立了從模擬煙氣（CO2/N2混合氣）中脫除CO2的實驗裝置，采用單乙醇胺(MEA)作為主要吸收液，通過浸沒式和管程流兩種運行方式的對比確定了較優(yōu)的運行方式，對該運行方式下的膜吸收過程主要影響因素進行了研究，并對膜材料與吸收液的潤濕機理進行了深入研究。
　　 首先，對比研究了浸沒式與管程流的兩種運行方式對

3、CO2吸收性能的影響。結(jié)果表明，無論是膜通量、去除率，還是抗?jié)櫇裥阅?，浸沒式均優(yōu)于管程流。
　　 其次，對浸沒式運行模式下的膜吸收過程主要影響因素進行了實驗研究。研究結(jié)果表明CO2的去除率與通量隨著煙氣負(fù)荷、碳化度的增加而降低;氣相壓力由1kPa增加到2kPa時，CO2的去除率和膜通量均有明顯增加，潤濕后的膜組件通過增大氣相運行壓力的方式可以使膜通量顯著恢復(fù);煙氣中CO2體積分?jǐn)?shù)的增加了30％導(dǎo)致CO2的去除率下降了40％左右，

4、而CO2通量上升了35％;隨著吸收液濃度與溫度的上升，CO2的去除率和膜通量均呈上升趨勢。對吸收液富液進行多次重復(fù)使用并解吸，其碳化度可恢復(fù)到0.1molCO2.mol-1MEA左右，解吸率維持在50％左右。不同吸收液對CO2的去除效果具有以下規(guī)律:哌嗪(PZ)＞氫氧化鈉(NaOH)＞乙醇胺(MEA)＞三乙醇胺(TEA)＞去離子水(H2O)，綜合吸收和解吸性能，認(rèn)為MEA更適合作為膜吸收工藝的吸收液。
　　 最后，對MEA與膜材