氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液的CO2吸收性能

为改善N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液对CO₂气体的吸收性能,选择了四甲基铵甘氨酸(［N₁₁₁₁］［Gly］)、四乙基铵甘氨酸(［N₂₂₂₂］［Gly］)、四甲基铵赖氨酸(［N₁₁₁₁］［Lys］)、四乙基铵赖氨酸(［N₂₂₂₂］［Lys］)4种功能性离子液体作为活化剂与其复配组成新型CO₂吸收剂。用恒定容积法考察了总质量分数为30%的混合溶液吸收CO₂的性能,分析了离子液体在水溶液中与MDEA通过质子传递相互促进吸收CO₂的机理。实验结果显示离子液体能够显著提高MDEA水溶液吸收CO₂的速率,且吸收速率随着添加量的增加而提高。在本文所用的几种混合吸收剂中,阴离子为赖氨酸的离子液体混合吸收剂具有较高的吸收负荷;而［N₁₁₁₁］［Gly］-MDEA混合溶液对CO₂的初期吸收速率最快,同时［N_1111^］［Gly］-MDEA混合吸收剂的再生效率高于其他离子液体混合吸收剂,达到98%。     

氨基酸离子液体-MDEA混合水溶液对CO2的降膜吸收

氨基酸离子液体对CO₂吸收速度快,而N-甲基二乙醇胺（MDEA）有较高的CO₂吸收负荷,因此选用四甲基铵甘氨酸（［N₁₁₁₁］［Gly］）与MDEA水溶液复配成混合吸收剂用于CO₂的降膜吸收。用恒定容积法研究了混合吸收剂吸收CO₂的性能,实验结果显示,提高CO₂分压和增大［N₁₁₁₁］［Gly］浓度均能提高混合吸收剂对相似文献   

功能化离子液体-MDEA复配体系吸收CO2

采用一步法合成了两种功能化离子液体四乙铵-丙氨酸盐([N2222][Ala])和四乙铵-丝氨酸盐([N2222][Ser]),利用IR和1H NMR对其结构进行了表征,并测定了其玻璃转化温度和分解温度;同时,在40℃下分别将[N2222][Ala]和[N2222][Ser]与MDEA进行复配,考察复配后的体系对CO2吸收性能;实验结果表明,[N2222][Ala]和[N2222][Ser]的加入对MDEA吸收CO2均有不同程度的增强作用,当加入质量分数为10%时,体系对CO2吸收量分别增加了8.63%和5.40%。此外,研究了20～60℃温度范围内复配体系的密度、黏度等,并比较了吸收前后黏度的变化。     

[aP4443][Gly]-H2O两元体系物性测定及CO2吸收性能

采用两步法合成了双氨基功能化季鏻类离子液体3-丙胺基-三丁基鏻甘氨酸盐([aP4443][Gly])、3-丙氨基-三丁基鏻丙氨酸盐([aP4443][Ala])和3-丙氨基-三丁基鏻缬氨酸盐([aP4443][Val]),研究了[aP4443][Gly]与水构成的两元体系的粘度和电导率的变化. 结果表明,在298.15~343.15 K温度范围内,随阴离子烷基链增长离子液体粘度增大、电导率减小;随温度升高、含水量增加,[aP4443][Gly]-H2O两元体系的粘度减小、电导率增大. CO2吸收实验表明,添加水后离子液体[aP4443][Gly]对CO2的吸收速率均提高;当水摩尔分数小于0.50时,饱和吸收量增大;当水摩尔分数从0.50增大到0.75时,饱和吸收量减小,说明添加适量水可大幅改善[aP4443][Gly]吸收CO2的行为.     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

功能离子液体水溶液吸收CO_2的研究

采用自制的功能离子液体1-2-胺乙基丁基咪唑溴盐([NH2ebim]Br)、1-2-胺乙基甲基咪唑溴盐([NH2emim]Br)的水溶液作为吸收剂,进行吸收CO2的研究。考察了不同浓度的功能离子液体水溶液吸收CO2的吸收速率,温度对CO2的吸收速率的影响,不同功能离子液体水溶液对吸收速率的影响,以及吸收剂的再生效率,并探讨了功能离子液体水溶液吸收CO2的机理。结果表明,功能离子液体水溶液实现了对CO2的化学吸收,吸收速率随着功能离子液体浓度和温度的增加而增加,而功能离子液体阳离子碳链长短对水溶液吸收CO2的速率影响不显著。实验中每摩尔功能离子液体吸收的CO2大于0.5 mol,其反应机理被提出。     

功能化离子液体的合成及对CO2的吸收

以1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐和甘氨酸为原料,采用两步法合成了一种新型功能性离子液体1-氨丙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐([APMim][Gly]),考察对CO_2的吸收性能。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)等进行表征,分析其结构及热稳定性。与N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液对比,研究了压力为1 MPa,不同质量分数的[APMim][Gly]在不同温度下对CO_2的吸收能力,并进行多次循环再生,探讨该离子液体[IL]的循环稳定性。结果表明:在30℃时,质量分数为20%的[APMim][Gly]溶液具有最佳的吸收能力,对CO_2的吸收量可达1.32 mol/mol,远高于MDEA溶液。该离子液体具有良好的再生能力,经过6次循环其吸收率仍高达92.4%。     

有机胺基氨基酸盐混合吸收剂对沼气中CO2的分离特性

在鼓泡式CO2吸收和再生装置中,研究了N-甲基二乙醇胺(MDEA)/乙醇胺(MEA)、MDEA/乙醇胺基甘氨酸(MEAGLY)和MDEA/乙醇胺基肌氨酸(MEASAR)混合吸收剂的沼气CO2吸收及再生特性。结果表明:混合吸收剂的沼气CO2吸收速率随MEA、MEAGLY和MEASAR等添加剂添加量的增加而提高,但再生速率却呈现下降趋势。再生过程中,吸收剂在升温阶段均发生了CO2再生,且混合吸收剂再生效果要优于单一吸收剂。综合考虑CO2吸收速率、再生速率和CO2循环携带量,MDEA与活化剂质量配比为3∶2时所组成的混合吸收剂的沼气CO2吸收-再生综合性能最优。沼气CO2分离成本对比分析显示,与质量分数为30%的MEA相比,总质量分数为30%的MDEA/MEAGLY(3∶2)和MDEA/MEA(3∶2)的CO2分离成本可分别下降约12%和30%,在未来具有替代MEA进行工程应用的潜能。     

负载[APMIm][Br]离子液体吸收CO_2的性能

1-氨丙基-3-甲基咪唑溴盐([APMIm][Br])离子液体通过化学反应捕集CO2。采用浸渍-蒸发将[APMIm][Br]离子液体负载在硅胶表面,通过比表面孔隙吸附测定仪、热重分析仪(TGA)对吸收剂的结构与性能进行研究,负载量为10%~50%,温度为303.15~323.15 K,CO2浓度分别为10%、30%、50%。结果表明:硅胶表面的离子液体薄膜厚度达到86 nm(负载40%)时,具有最快的吸收速率,且受CO2浓度和温度变化的影响较小,平衡吸收量在50%CO2体系中达到理论吸收量的80%,随着温度的升高而降低,当负载量为50%时,膜厚增加到230 nm,导致吸收速率和平衡吸收量大幅度下降。值得注意的是:负载离子液体吸收剂在循环使用3次之后,结构与性能均保持不变,表现出一定的工业运用前景。     

用于CO_2分离的[bmim][Tf_2N]-PAN共混膜制备及性能

咪唑类离子液体对CO2有良好的溶解性,利用其进行气体分离可以同时提高膜对CO2的选择性和渗透性。利用1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺([bmim][Tf2N])离子液体对CO2具有较高的溶解选择性,将[bmim][Tf2N]和聚丙烯腈(PAN)共混制备膜液,涂覆在聚丙烯(PP)支撑层上,利用溶剂蒸发法制备共混复合膜。结果表明,[bmim][Tf2N]的添加对复合膜气体分离性能有明显提高,在离子液体质量分数达到50%后,离子液体逐渐变为连续相,增加了CO2气体的传递通道;气体渗透性能显示其CO2渗透速率可达34.76 GPU,CO2/N2和CO2/CH4理想选择性分别可达49.51和25.14;在随后改变操作压力和测试温度的实验中发现,增大跨膜压差和测试温度均有利于复合膜渗透速率的提升。     

不同流型下离子液体-MEA复合工质降膜吸收CO2特性

以氨基酸离子液体和乙醇胺混合水溶液为吸收剂研究逆流气体对竖直平板降膜流型转换的影响,考察了3种流型下液体流量和入口温度、气体流量和进口CO₂浓度对CO₂吸收性能的影响。结果表明:随着液体流量的增加,液膜呈现溪流、片状流和完整流3种流型,降膜流型转换临界流量随逆流气体流量增大而增加;溪流和片状流时CO₂吸收速率随液体流量的增加而增加,但在完整流条件下基本不变;完整流下具有较高的CO₂吸收速率,然而溪流下的液相传质系数最高。     

MDEA-MEA混合醇胺脱硫脱碳的模拟计算

实验研究了N-甲基二乙醇胺(MDEA)和乙醇胺(MEA)混合有机胺水溶液吸收煤气中H_2S和CO_2的过程。采用严格的混合溶剂电解质理论建立了气体吸收的热力学计算模型,并用模拟计算软件(ASPEN PLUS)计算了H_2S和CO_2混合气的吸收过程,计算值和实验值符合良好。实验数据和模拟计算结果表明,采用混合醇胺脱硫具有较好的脱硫效率和选择性,符合目前工业装置对脱硫的要求。     

Protic ionic liquid as excellent shuttle of MDEA for fast capture of CO2

A cheap protic ionic liquid (PIL), 3‐(Dimethylamino)‐1‐propylamine acetate (abbreviated as [DMAPAH][Ac]), is investigated in this work as the activator of N‐methyldiethanolamine (MDEA) for fast capture of CO₂. The PIL‐activated MDEA solutions show excellent performance in absorption rate and capacity (≥2.5 mol·kg^?1). A novel absorption mechanism is proposed to account for the phenomenon, where the shuttling role of the PIL is described in detail. Additionally, the enthalpy change ΔH_SOL (?45 to ?52 kJ·mol^?1), the turnover number of the PIL and the regeneration efficiency (>92%) are also measured. All these data show that the PIL‐mediated MDEA solutions may be used as a kind of promising absorbents for fast capture of CO₂. © 2017 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 209–219, 2018     

Supported ionic liquid sorbents for CO2 capture from simulated flue-gas

Supported ionic liquid (IL) sorbents for CO₂ capture were prepared by impregnating tetramethylammonium glycinate ([N₁₁₁₁] [Gly]) into four types of porous materials in this study. The CO₂ adsorption behavior was investigated in a thermogravimetric analyzer (TGA). Among them, poly(methyl methacrylate) (PMMA)-[N₁₁₁₁] [Gly] exhibits the best CO₂ adsorption properties in terms of adsorption capacity and rate. The CO₂ adsorption capacity reaches up to 2.14 mmol·g^-1 sorbent at 35℃. The fast CO₂ adsorption rate of PMMA-[N₁₁₁₁] [Gly] allows 60 min of adsorption equilibrium time at 35℃ and much shorter time of 4 min is achieved at 75℃. Further, Avrami's fractional-order kinetic model was used and fitted well with the experiment data, which shows good consistency between experimental results and theoretical model. In addition, PMMA-[N₁₁₁₁] [Gly] remained excellent durability in the continuous adsorption-desorption cycling test. Therefore, this stable PMMA-[N₁₁₁₁] [Gly] sorbent has great potential to be used for fast CO₂ adsorption from flue-gas.     

膜基-氨基酸盐及其复合溶液吸收CO_2的性能

选择了氨基乙酸(GLY)和氨基丙酸(ALA)的盐溶液作为CO2吸收剂,将高效活化剂哌嗪(PZ)添加于GLY形成新型氨基酸基复合溶液,采用膜接触器-再生循环装置,研究了液速、吸收剂浓度等因素对总传质系数和脱除率的影响,评价和比较了GLY和ALA及其复合溶液的吸收性能。结果表明:GLY的传质推动力大于ALA,GLY的总传质系数和脱除率大于ALA;在吸收剂浓度对总传质系数的影响程度上,GLY大于ALA;复合溶液的吸收性能明显优于单一的氨基酸盐溶液,少量的PZ能显著地增强传质效率。     

填料塔中活化MDEA吸收CO2的模拟研究

根据近期国内外关于活化MDEA(N 甲基二乙醇胺)溶液吸收二氧化碳的基础研究,以及有关填料塔的研究结果,针对目前脱碳工业设计与改造的需求,对工业脱碳塔的吸收过程进行了深入研究。以化学工程的基本原理为基础建立了数学模型,对活化MDEA脱碳过程中吸收塔的塔高计算提出了新的模拟方法,建立了相应的模拟软件,通过与工业实际的对比,计算获得了较好的效果。     

三乙醇胺与烯胺混合胺液脱碳性能及配比优选实验研究

胺法脱碳以其脱除效果好、能耗低等优点在天然气预处理中得到广泛应用。目前国内外普遍采用以甲基二乙醇胺为主体的复配胺液为吸收剂,为适应寻找经济、高效的新型吸收剂的需求,本文选取同为叔胺的三乙醇胺(TEA)为主体进行实验研究,在TEA反应机理的研究基础上,添加二乙烯三胺/三乙烯四胺(DETA/TETA)进行混合胺液的吸收解吸性能分析,对比优选出综合表现较好的混合胺液,考察其不同配比下吸收、解吸及贴近实际生产的循环利用效果,完成配比优选研究。结果表明:添加烯胺后,可大大提高吸收性能,但会降低解吸效果;TEA+DETA吸收和解吸性能优于TEA+TETA;TEA+DETA的优选配比为2.0/1.0和2.4/0.6;经循环实验验证,2mol/L TEA+1mol/L DETA综合效果最佳。     

MDEA-TBEE复合溶液选择性吸收H_2S性能评价

将一种强空间位阻胺TBEE(叔丁氨基乙氧基乙醇)添加于MDEA(N-甲基二乙醇胺)溶液中形成复合溶液MDEA-TBEE,以填料柱为反应器,采用常压吸收-常压再生操作流程,研究了复合溶液从混合气中选择性吸收H2S吸收性能,并与单组分吸收剂MDEA溶液吸收性能作比较,以脱除率、选择性、溶液负载和容量为评价指标,评价了再生温度、原料气CO2/H2S摩尔比、气液比和贫液负载等因素对复合溶液选择性吸收H2S性能的影响。结果表明,复合溶液比MDEA溶液易于再生,H2S脱除率高于MDEA溶液;复合溶液的容量大于MDEA溶液,平均是MDEA的1.25倍;随着气液比增大,H2S脱除率下降,选择性有所上升。