相變?nèi)軇┪斩趸挤磻?yīng)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、CO2捕集和封存（carbon capture and sequestration，CCS）是減緩全球氣候變化的重要手段，近年來(lái)受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。醇胺溶液吸收法是目前應(yīng)用最多的CO2捕集技術(shù)，但由于其再生能耗高，導(dǎo)致CO2捕集成本占整個(gè)CCS過(guò)程的60%以上，在經(jīng)濟(jì)性方面難以承受。因此，開(kāi)發(fā)新的低成本、低能耗的 CO2吸收技術(shù)是目前學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。相變吸收法由于在吸收過(guò)程中出現(xiàn)吸收劑-吸收產(chǎn)物的分層現(xiàn)象，可大大降低再生過(guò)程的能耗

2、，被認(rèn)為是理想的醇胺吸收替代方法。
　　本文以N,N-二甲基丁胺（DMBA）和二乙氨基乙醇（DEEA）的混合液、二乙烯三胺（DETA）和二乙氨基乙醇（DEEA）的混合液作為新型相變吸收劑，開(kāi)展 CO2吸收反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。利用鼓泡裝置制備了不同 CO2負(fù)載的相變吸收劑，測(cè)定了不同條件下相變吸收劑的物理化學(xué)參數(shù)，分析了液-液分相后上下層的CO2負(fù)載變化規(guī)律；并利用濕壁塔反應(yīng)裝置研究了溫度、CO2負(fù)載和氣體流速對(duì)吸收反應(yīng)速率的影響。結(jié)合

3、動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算了氣膜傳質(zhì)阻力、液膜傳質(zhì)阻力、總傳質(zhì)阻力和反應(yīng)的增強(qiáng)因子等動(dòng)力學(xué)參數(shù)。
　　實(shí)驗(yàn)所篩選三種新型相變?nèi)芤后w系：4M DMBA+2M DEEA混合溶液體系、2M DMBA+4M DEEA混合溶液體系和1M DETA+4M DEEA混合溶液體系在吸收足量CO2后均會(huì)出現(xiàn)明顯的液-液分層現(xiàn)象。吸收的CO2主要集中在溶液的下層，且隨著 CO2吸收量的增加，下層溶液的體積和 CO2負(fù)載均逐漸增大，而上層溶液的體積逐漸減小，且上

4、層溶液CO2負(fù)載很小。
　　分別以4M DMBA+2M DEEA、2M DMBA+4M DEEA和1M DETA+4M DEEA相變?nèi)軇槲談?，在濕壁塔中考察不同反?yīng)條件對(duì)吸收反應(yīng)速率的影響。結(jié)果表明，溫度、CO2負(fù)載和氣體流速均對(duì)吸收反應(yīng)速率有一定影響。整體來(lái)說(shuō)，在實(shí)驗(yàn)條件下，CO2吸收速率隨溫度和氣體流速的升高而增大，隨 CO2負(fù)載的增大而減小，但針對(duì)不同相變?nèi)軇┢浔憩F(xiàn)又有所差別。對(duì)比研究了三種不同相變吸收劑體系的吸收反應(yīng)特