醇胺法吸收二氧化碳在填料塔中的应用

采用工业流程中的填料吸收塔和解吸塔,研究了乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)与N-甲基二乙醇胺(MDEA)的混合溶液作为吸收剂对模拟合成气中CO2的吸收性能. 结果表明,胺活化性能依次为TETA>DETA>PZ>MEA;含TETA的吸收液可将尾气中CO2的浓度降至0.05%(mol),CO2脱除率达98.62%;增加活化剂浓度和降低气体流量有利于提高CO2脱除率;吸收-解吸循环条件下吸收速率是随吸收时间和活化剂浓度变化的指数递减函数.     

TETA-MDEA复合溶液吸收与解吸CO_2实验研究

以烯胺吸收剂TETA(三乙烯四胺)为主吸收剂与辅助吸收剂MDEA(N-甲基二乙醇胺)按物质的量配比20∶1～20∶6进行复配,通过一次循环吸收、解吸实验,对比其在313K温度下的吸收量、吸收速率以及393K温度下的再生速率、再生量以及它们的降解率。以筛选出较好的20∶5TETA+MDEA烯胺复配药剂为基础,进行6次循环吸收-解吸实验,考察循环吸收、解吸性能;通过GC-MS对循环吸收和解吸降解产物进行分析,研究降解对吸收负荷的影响规律。     

填料塔中AEE与MEA混胺对低浓度CO2的吸收

在常压下考察了体积分数20%乙醇胺（MEA）+2% N-甲基二乙醇胺（MDEA）与20%羟乙基乙二胺（AEE）+ 2% N-甲基二乙醇胺（MDEA）有机胺水溶液对CO2的吸收及解吸效果。考察了静态吸收和中试动态吸收实验。实验结果表明：在吸收温度及解吸温度相同的条件下,20%羟乙基乙二胺（AEE）+2% N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收剂对CO2的吸收及解吸效果要好于20%乙醇胺（MEA）+2% N-甲基二乙醇胺（MDEA）,而且不易降解。达到同样的解吸效果,20%羟乙基乙二胺（AEE）+2% N-甲基二乙醇胺（MDEA）吸收剂的能耗要低10%左右,具有较好的工业应用前景。     

燃煤电厂烟气MDEA/PZ混合胺法碳捕集工艺模拟分析

采用混合胺吸收剂替代传统一乙醇胺（MEA）吸收剂是降低有机胺法碳捕集工艺能耗的重要方法。利用Aspen plus软件模拟了以甲基二乙醇胺(MDEA)/哌嗪(PZ)混合胺为吸收剂的燃煤电厂每年百万吨CO₂捕集工艺系统，考察了贫液负荷、MDEA/PZ混合胺浓度、MDEA/PZ比例和解吸压力等因素对解吸塔再沸器热负荷和冷凝器冷负荷的影响。通过对这些影响因素下吸收塔内液相温度分布和CO₂负荷分布变化揭示了MDEA/PZ对CO₂的吸收特性。此外，进一步分析了不同影响因素下解吸塔内气液相CO₂浓度驱动力和气液相级间温度驱动力分布特性，发现了强浓度驱动力和低温度驱动力分布更有利于降低再生能耗。研究表明，由30%MDEA和20%PZ组成的混合胺液在贫液负荷为0.08和解吸压力为2.02×10⁵Pa时，再沸器热负荷和塔顶冷凝负荷分别为2.76GJ/tCO₂和0.60GJ/tCO₂，相比传统MEA吸收剂降低了20.92%和40.0%。     

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。     

醇胺法捕集燃煤烟气CO2工艺模拟及优化

使用Aspen Plus模拟了醇胺捕集燃煤烟气CO2的过程,考察了吸收剂用量、贫液负荷、再沸器负荷等操作因素对脱碳过程的影响,并比较了不同醇胺溶液吸收与解吸性能。结果表明:吸收剂用量及浓度越大、烟气CO2含量越低、吸收塔级数越多,则CO2脱除率越高;贫液负荷增大会降低溶剂吸收能力,在相同的CO2脱除率下,αlean为0.08时再生热耗最小;再沸器总负荷随CO2回收率增加而增大,但单位热耗却先降低而后略微增大,并在回收率80%附近取得最小值;各醇胺溶液吸收能力PZ>MEA>DEA≈AMP>MDEA,再生能力PZ>AMP>MEA,兼顾吸收与解吸,应将它们复配使用。     

水泥窑用混合胺二氧化碳吸收剂的实验研究

本实验以2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)和二乙烯三胺(DETA)为吸收剂，探究了二者在不同配比下的吸收解吸性能，并与其他醇胺复配，开发出一种高性能混合胺二氧化碳吸收剂。实验发现AMP-DETA二元体系的吸收解吸性能均优于传统的乙醇胺(MEA)溶液，当AMP∶DETA=1∶1时，综合性能最优，物质的量负载为0.73 mol/mol，解吸率为82.99%。在此配比下进行三元复配时，加入哌嗪(PZ)可使吸收剂的初始吸收速率提升38.57%，三乙烯四胺(TETA)可使吸收剂的CO2物质的量负载提升36.99%，而N-甲基二乙醇胺(MDEA)可缩短1/3的解吸时间，从不同维度降低再生能耗。     

基于MDEA的烟气SO2捕集过程工艺参数和能量集成分析

有机胺吸收法是一种高效环保型烟气脱硫技术,而从系统工程的角度对烟气SO₂捕集工艺的分析、优化和能耗评估尚未有详细报道。对N-甲基二乙醇胺（MDEA）为吸收剂的烟气SO₂捕集过程工艺进行研究,考察了MDEA浓度、温度、SO₂解吸率对捕集效果的影响规律。结果显示,MDEA溶液浓度为30%（质量）、烟气温度不高于45℃、回流贫液温度不高于41℃时,SO₂吸收效果较好;增加SO₂解吸率是以降低解吸气中SO₂纯度和增大再沸器负荷为代价,水分汽化是再生能耗增高的主要原因。针对吸收剂再生过程能耗大的问题,采用热泵辅助精馏对解吸过程进行能量集成,吸收剂再生能耗可降低47%,年度总费用（TAC）可降低9.93%。本研究对有机胺体系的SO₂捕集系统工业化应用具有重要的指导作用。     

填料塔中混合胺吸收二氧化碳的研究

在填料塔中考察了常压下混合胺吸收剂[20%乙醇胺(MEA)+2% N-甲基二乙醇胺(MDEA),20%羟乙基乙二胺(AEE)+2% MDEA]对CO_2的吸收与解吸效果.同时测得了AEE+MDEA混合胺体系吸收剂脱除空气中体积分数约10%的CO_2的体积总传质系数K_Ga_v的近似值,并考察了进口气体中CO_2摩尔流量、气体流量、液体流量等因素对K_Ga_v的影响.实验结果表明,AEE+MDEA吸收效果明显好于MEA+MDEA,并且二者解吸效果相同;K_Ga_v随CO_2摩尔流量、气体流量、液体流量增大而增大.     

响应面法优化解吸MDEA/PG富液中CO2再生工艺

钙法是利用Ca(OH)2夺取富液中CO2来解吸富液,并以CaCO3形式固定CO2的一种低能耗、低成本的化学再生方法。用Box-Behnken Design(BBD)响应面法对钙法解吸MDEA/PG富液过程进行优化,设定CO2负荷、Ca(OH)2投加量、反应时间和搅拌速率4个影响因子,CO2解吸率为响应值,分析优化得出该方法的最佳解吸条件,并按此条件进行了多重再生–矿化循环动态试验,结合XRD和TEM图对碳酸化反应进行了探讨。结果表明,CO2负荷、Ca(OH)2投加量和搅拌速率对CO2解吸率有显著影响。富液再生的最佳工艺条件是CO2负荷0.8 mol/L、Ca(OH)2投加量1:1、反应时间20 min、搅拌速率800 r/min,此条件下解吸率为83.68%。钙法解吸后MDEA/PG再生液具有良好的可重复使用性。Ca(OH)2可有效矿化封存CO2并能再生MDEA/PG。     

Absorption Rate of CO_2 into MDEA Aqueous Solution Blended with Piperazine and Diethanolanline

Absorption rate of CO2 into aqueous solution of N-methyldiethanolamine (MDEA) blended with di-ethanolamine (DEA) and piperazine (PZ) was studied and a kinetic model was established. It is shown that homogeneous activation mechanism could explain this absorption process. The absorption rate coefficients of carbon dioxide into MDEA aqueous solution blended with DEA, PZ or DEA+PZ were compared with each other. The results demonstrated that the different activation effect of DEA, PZ and DEA+PZ on the carbon dioxide absorption comes from the difference in CO2 combination rate, transport of PZ and DEA to MDEA and the regeneration rate of PZ and DEA.     

MEA-MDEA复合胺溶液吸收烟气中二氧化碳实验研究

采用搅拌实验装置,对MEA-MDEA不同配比的复合胺溶液吸收和解吸模拟烟道气中二氧化碳特性进行研究,揭示了吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的内在联系,并与目前工业应用较广的MEA、DEA溶液进行了对比分析;对CO2初始逸出温度,试液再生温度,试液再生率,再生pH值下降率进行了细致记录分析。实验结果表明,0.5 mol/L MEA-0.5 mol/L MDEA是MEA-MDEA复合胺体系中最佳配比溶液。     

MEA—MDEA复合胺溶液吸收烟气中二氧化碳实验研究

采用搅拌实验装置,对MEA-MDEA不同配比的复合胺溶液吸收和解吸模拟烟道气中二氧化碳特性进行研究,揭示了吸收速率、吸收容量和酸碱度与时间之间的内在联系,并与目前工业应用较广的MEA、DEA溶液进行了对比分析;对CO2初始逸出温度,试液再生温度,试液再生率,再生pH值下降率进行了细致记录分析。实验结果表明,0．5mol／LMEA-0．5mol／LMDEA是MEA—MDEA复合胺体系中最佳配比溶液。     

天然气半贫液脱碳工艺三元胺液配方优选

为实现天然气脱碳工厂降本增效目标，基于某工厂PZ活化MDEA半贫液工艺，在现有设备能力下进一步提升胺液性能，进行三元复配胺液配方筛选以替代原有吸收剂。本文针对单一胺液的贫液、半贫液及富液分别进行实验，确定合适的主体胺液及添加剂，将胺液进行三元复配后通过实验探究三元复配胺液的吸收及再生性能，旨在寻找吸收容量大、吸收速率快、解吸率高、循环溶解度高、再生能耗低综合性能优的胺液配方。通过研究发现，单一胺液中AMP、DETA及PZ吸收性能较优，TEA再生能耗最低，解吸率最高；对于三元复配胺液而言，当MDEA/DEEA为主体胺液时，两种胺液配方贫液状态下的吸收速率和吸收负荷均较高，MDEA/TEA双主体胺液的最终解吸率高于MDEA/DEEA双主体胺液，TEA的加入显著提高了胺液的解吸率；筛选得到的三元高效胺液配方18%MDEA+18%TEA+4%PZ的半贫液循环溶解度高于原PZ活化MDEA配方，再生能耗较低，可代替PZ活化MDEA胺液应用于天然气半贫液脱碳工艺。     

MDEA-PZ复合胺溶液吸收烟气中CO2实验研究

采用搅拌实验装置,研究不同摩尔配比的MDEA-PZ复合胺溶液对烟道气中CO2的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收量与吸收时间、pH值、电位之间的内在联系;对CO2初始逸出温度、试液再生温度、再生率、再生pH值下降率进行了分析。结果表明,MDEA—PZ二元复合体系吸收效果优于单组分MDEA、PZ的吸收效果。MDEA—PZ复合胺溶液摩尔配比为0．5：0．5时,吸收效果最佳,吸收量约为0．8mol·L^-1;CO2初始逸出温度最低,为54℃;再生温度最低,为102℃;再生率最高,为88．61％;再生pH值下降率最低,为11．39％。MDEA-PZ复合体系的两种组分之间存在正交互作用。     

中空纤维膜接触器中N,N-二甲基乙醇胺吸收CO2的特性

N,N-二甲基乙醇胺（DMEA）是一种很有前途的吸收剂,具有较快的反应速率和较高的CO₂捕集能力。在本研究中,DMEA作为一种新型吸收剂被应用于中空纤维膜接触器,用于从CO₂/CH₄气体混合物中分离CO₂。通过建立二维稳态数学模型,模拟了MEA、DEA、MDEA和DMEA四种吸收剂在不同操作条件下对CO₂吸收性能的影响。结果表明,脱碳性能大小为MEA>DMEA>DEA>MDEA;气相参数对脱碳率的影响比液相参数更显著;提高气体流速和CO₂浓度,脱碳率均会下降;提高液速和吸收剂浓度,脱碳率均增大,适当提高吸收剂流速和吸收剂浓度可以提高CO₂去除效率。此外,CO₂吸收通量将随着气体速度的增加而增加,随着液相中CO₂负荷的增加而减少。最后,通过两种影响因素共同作用确定了膜接触器分离酸性气体的最佳操作条件。因此,膜吸收法在天然气脱碳方面有良好的潜力。     

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。