CO2-醇胺水溶液表面張力的實(shí)驗(yàn)和模型研究.pdf

1、溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重，而CO2作為主要溫室氣體，各國(guó)對(duì)CO2的減排越來(lái)越重視。我國(guó)作為全球最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致CO2大量排放。CO2的捕集方法很多，在天然氣和煉廠氣CO2分離方面，化學(xué)吸收法中的醇胺法居于主導(dǎo)地位。醇胺法具有技術(shù)成熟、吸收量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前CO2捕集的主要方法，特別是MEA吸收方法已在國(guó)內(nèi)多家火電廠獲得示范應(yīng)用。MDEA-PZ復(fù)配醇胺吸收液由于在吸收容量、吸收速率和設(shè)備腐蝕等方面都具有

2、優(yōu)勢(shì)，在火電廠CO2捕集領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用前景。
　　 表面張力是控制氣-液傳質(zhì)過(guò)程的重要參數(shù)，對(duì)CO2吸收效果具有重要影響。但吸收液的表面張力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算模型均較為缺乏。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論計(jì)算，系統(tǒng)研究了293.15～323.15K溫度范圍內(nèi)具有不同CO2載荷的MEA-CO2-水及MDEA-PZ-CO2-水體系的表面張力。
　　 1.MEA-CO2-水體系
　　 MEA的質(zhì)量分率分別為0.1、0.2和0.

3、3。根據(jù)Weiland等的方法配制具有不同CO2載荷的MEA-CO2吸收液，并在293.15～323.15K溫度范圍內(nèi)對(duì)其表面張力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，提出了適宜表達(dá)此類體系表面張力的半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合良好。闡明了溫度、MEA濃度和CO2載荷對(duì)MEA-CO2-水體系表面張力的影響規(guī)律。結(jié)果表明：
　　 (1)當(dāng)MEA-CO2-水溶液中MEA質(zhì)量分率w一定時(shí)，隨著溫度的上升，體系表面張力呈下降趨勢(shì)；
　　 (2)給定

4、溫度和給定MEA質(zhì)量分率條件下，吸收液表面張力隨CO2載荷α的上升而單調(diào)上升，并呈現(xiàn)為α的二次函數(shù)的關(guān)系；
　　 (3)吸收液表面張力隨α的變化趨勢(shì)與吸收液中剩余MEA質(zhì)量濃度及CO2載荷（或生成的總離子濃度）密切相關(guān)。MEA質(zhì)量濃度的上升將導(dǎo)致體系表面張力下降；而α或離子濃度的上升將導(dǎo)致表面張力上升。研究表明，MEA質(zhì)量分率對(duì)表面張力的影響比α或總離子濃度更顯著。
　　 2.MDEA-PZ-CO2-水體系
　　

5、 MDEA質(zhì)量分率分別為0.118、0.236、0.354，PZ質(zhì)量分率分別為0.021、0.042、0.063、0.084。同樣根據(jù)Weiland等的方法配制具有不同CO2載荷的MDEA-PZ-CO2吸收液，并在293.15-323.15K溫度范圍內(nèi)對(duì)MDEA-PZ-水溶液及系列待測(cè)吸收液的表面張力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定，提出了適宜表達(dá)此類體系表面張力的理論模型，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合良好。闡明了溫度、醇胺濃度和CO2載荷對(duì)MDEA-PZ-CO2