燃煤烟气中细颗粒物与共存气态组分对膜吸收CO2的影响

由于燃煤烟气中细颗粒物和气态污染物难以完全脱除,同时经湿法脱硫后烟气中水汽接近饱和状态,因此,有必要揭示细颗粒物及共存气态组分对膜吸收CO₂的影响。采用燃煤热态试验装置,考察了燃煤烟气中细颗粒物、SO₂、水汽对膜吸收CO₂性能的影响,并进行了实际燃煤湿法脱硫净烟气环境下的膜吸收CO₂试验。结果表明:细颗粒物随烟气通过膜组件后,部分细颗粒物可被膜截留,沉积于膜表面,导致膜吸收CO₂效率下降,其影响程度随细颗粒物浓度的降低而减弱,与细颗粒物物性有一定关系,通过有效降低烟气中细颗粒物浓度,可显著延长膜的稳定运行时间;SO₂的存在会与CO₂产生竞争吸收现象,但因烟气中SO₂含量远低于CO₂,对CO₂吸收效率影响不明显;对于水汽,只需在运行一段时间后对膜组件作气体干燥反吹,可基本维持膜组件的稳定运行。     

应用蒸汽相变脱除燃煤湿法脱硫净烟气中细颗粒物

以经石灰石/石膏法脱硫后的高湿烟气为对象,采用撞击流结构蒸汽相变室,试验研究了烟气相对湿度、蒸汽添加位置及添加量、烟气对喷水平间距、喷雾聚并等对细颗粒脱除效率的影响规律,并与普通蒸汽相变室进行了比较.结果表明:采用撞击流结构相变室,细颗粒脱除效果明显优于普通蒸汽相变室,在蒸汽添加量为0.04 kg·m-3时,数浓度脱除...     

水汽相变促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物脱除的研究

结合脱硫净烟气特点,提出分别通过脱硫净烟气中加装氟塑料换热器降温、添加蒸汽、添加冷空气3种措施建立细颗粒物凝结长大所需的过饱和水汽环境,进而增强后续高效除雾器的拦截脱除效果。数值分析了3种措施的可行性,并利用燃煤热态试验平台,对比考察了不同方式促进细颗粒物脱除的效果。结果表明:典型工况下,加装氟塑料换热器、添加蒸汽、添加冷空气三种措施均可使脱硫净烟气中细颗粒物排放浓度降低35%以上;其中,加装氟塑料换热器降温措施对脱硫净烟气原始温度变化的适应性较强,细颗粒物脱除效率基本不随脱硫净烟气原始温度的变化而改变;添加蒸汽方式不适于脱硫净烟气温度较高的场合,且耗能较大;添加冷空气方式在脱硫净烟气温度较高(≥55℃)时效果显著,但所需冷空气的温度较低,存在来源困难等问题。     

烟气CO2膜吸收技术及其工艺因素分析

新型膜吸收技术是将膜分离与传统吸收技术耦合而成的高效分离技术,在减轻地球温室效应、保护环境以及工业、医学、宇航等多种实际利用领域具有广阔的发展空间.本文基于烟气CO2分离膜吸收技术的现状和进展,在分离原理、工艺及材料选择、传质等关键方面进行了分析总结.结果表明,以醇胺溶液为基础的复合吸收剂较单一吸收液效果有很大提高.与...     

膜气吸收法分离烟气中CO2的实验

采用聚丙烯中空纤维膜接触器,分别用去离子水、单乙醇胺（MEA）及N-甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液作为吸收剂,对模拟烟气中的CO2分离进行了试验研究.考察了气体流速、入口气体中CO2体积分数、吸收剂流速、吸收剂浓度以及吸收剂种类等因素对CO2脱除率和总传质速率的影响.实验结果显示：3种吸收剂分离CO2的效率由大到小依次为MEA、MDEA、去离子水;CO2的脱除率和传质通量随吸收剂浓度、流速的提高均增加;CO2的脱除率随气体流速和CO2在入口气体中体积分数的增大而减小,而传质速率却随之增加.系统长时间运行后发现存在膜孔润湿现象,进而影响膜的传质性能.因此,吸收剂浓度须在传质和长时间运行性能之间进行权衡.     

聚丙烯中空纤维膜组件分离烟气中的CO2

膜吸收法在大型工业燃煤电厂二氧化碳（CO2）捕集方面具有很好的应用前景,但烟气组分对该技术效果影响还有待进一步研究。本文以单乙醇胺（MEA）为吸收剂,开展了疏水性聚丙烯（PP）中空纤维膜组件分离模拟烟气中的CO2的实验研究,考察了吸收操作条件以及燃煤烟气中水汽和SO2对膜组件吸收效率的影响。结果表明,试验的最佳液气比为24 L/m3;MEA的浓度为0.6 mol/L;膜组件进口的温度变化对吸收效率基本没有影响;CO2的浓度在10%～20%内变动对吸收效率影响不大。与CO2相比,SO2会优先发生吸收作用,而水汽则会吸附在聚丙烯中空纤维膜组件的孔壁上,产生毛细管凝聚现象,阻塞CO2的渗透吸收。     

膜吸收CO2工艺中不同吸收液对膜润湿的影响

以单乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）作为吸收液,利用聚丙烯（PP）中空纤维膜组件进行分离模拟烟气中CO₂的实验研究,考察不同吸收液的脱除效率以及长时间连续运行下的膜润湿现象。建立膜相传质阻力随时间变化模型,与实验数据拟合较好。同时将膜丝在不同吸收剂中浸泡,结合接触角、场发射扫描电镜（FE-SEM）、衰减全反射红外光谱（ATR-IR）以及热重（TG）表征分析膜性能的改变。结果表明,相同浓度下,单一吸收剂的CO₂脱除效率大小为MEA > DEA > MDEA;当吸收液为1mol/L MEA时,16天后CO₂脱除效率从93.3%下降到72.1%;而吸收液为1mol/L DEA时,脱除效率从88.3%到第16天的78%,下降约12%;理论计算得吸收液为1mol/L MEA和1mol/L DEA时,膜相传质阻力分别为10564.06s/m和4881.08s/m;浸渍时间增加,膜接触角减小,疏水性减弱,同时膜孔径变大,出现润湿现象;红外光谱和热重分析表明在MEA溶液作用下膜丝出现溶胀。     

燃煤净烟气中共存杂质对膜法捕集CO2影响现状

膜法捕集CO₂是现役燃煤电厂碳减排的重要手段之一，在实际应用中膜法捕集系统通常适合安装在湿法脱硫系统下游，鉴于脱硫净烟气中的颗粒物及气态污染物难以完全脱除，同时水汽接近饱和状态，气相中的共存杂质以及吸收液组分与膜及膜材料相互作用，会对膜法捕集CO₂性能造成严重影响。本文综述了烟气中共存气态、颗粒物组分及液相吸收剂对膜分离、膜吸收宏观性能、膜微结构及材质的影响，以及燃煤脱硫净烟气环境下膜法捕集CO₂长期运行性能及变化规律的研究现状，指出了抑制膜失效的技术方法，以期为突破膜法捕集CO₂技术发展的瓶颈，实现膜的稳定高效运行提供参考。     

复合溶液膜吸收CO2的性能及其对膜孔润湿的影响

利用自行搭建的CO₂膜吸收实验台，采用聚丙烯（PP）膜组件，以质量分数10%的N-甲基二乙醇胺（MDEA）作为主体胺溶液，添加不同配比的哌嗪（PZ）、乙醇胺（MEA）、甘氨酸钾（PG），考察CO₂脱除效率和传质速率的变化，比较不同复配比的复合溶液表面张力以及对PP膜的浸润性，并以10%MDEA+10%PG混合溶液作为吸收液进行长时间实验。结果表明：添加少量的添加剂对MDEA溶液膜吸收CO₂均有显著的促进作用，当配比小于0.2时，促进作用大小为PZ>MEA>PG；当配比大于0.2时，促进作用大小为PZ>PG>MEA；PZ和MEA均随着添加配比的增加，溶液表面张力减小，而PG相反；表面张力小的溶液对膜浸润性较强，容易造成膜润湿；添加剂质量分数均为10%时，对膜溶胀性和疏水性以及膜孔结构影响大小为PZ>MEA>PG；在20天内，PG/MDEA混合溶液作用下的CO₂脱除效率从89.56%下降为83.09%，对PP的疏水性影响较小，膜组件可以稳定运行。吸收液表面张力对膜吸收法脱除CO₂性能的影响显著。所得结果可为膜吸收CO₂吸收剂复配提供依据，并可为揭示膜吸收CO₂过程中膜润湿导致膜失效的机理以及抑制膜润湿提供实验数据。     

膜吸收法回收烟气CO_2传质过程研究

在0.1~2 m~3/h模拟烟气膜吸收处理装置上,进行了膜吸收法捕集CO_2传质过程研究。在其他条件不变的情况下,考察了气体流量、吸收液流量和吸收液浓度对传质过程的影响;结合吸收溶剂的化学反应增强因子及中空膜本身的参数,建立了膜吸收过程的传质计算模型。试验结果表明:在有化学吸收推动的膜吸收传质过程中,膜吸收的传质阻力集中在气相和膜的界面,而反应发生在液膜界面,所建立的计算模型也很好地反映了这一现象。通过建立传质模型,可以推算出膜表面吸收传质过程,从而为膜吸收过程的工业放大提供支撑。     

燃煤烟气中CO2膜吸收分离技术的膜浸润特性述评

膜吸收法是分离燃煤烟气CO₂的主要工艺之一,膜润湿造成的膜阻力增加以及膜表面形态改变是膜吸收法研究中遇到的主要问题,阻碍了膜吸收法的广泛应用。本文在膜吸收法的基本原理基础上,阐述了影响膜润湿的因素（吸收剂种类、吸收液浓度、温度、液相压力和流速）以及膜特性因素（膜材料和膜结构）的最新进展,详细分析了膜与吸收剂之间的兼容关系,确定孔润湿是制约膜组件长期稳定运行的关键因素。最后提出了未来缓解膜润湿方面的主要研究方向：优化操作条件、开发新型性价比高的吸收剂和膜材料以及通过进行膜的表面改性等手段来改善膜和吸收剂的兼容性,提高膜接触器长时间运行的稳定性以及进一步细致探究如何恢复膜组件的性能,从而提高重复利用率。     

PVDF中空纤维膜接触器分离烟气CO2

以水（H2O）、氢氧化钠（NaOH）、氨基乙酸钾（GLY）、氨基乙酸钾-哌嗪（GLY-PZ）水溶液为吸收剂,研究了疏水性聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维膜接触器分离CO2/N2模拟烟气中CO2的技术,具体考察了流动方式、气液流率、吸收液浓度和温度、原料气CO2浓度、填充密度等对膜接触器吸收效率的影响。结果表明,气液逆流的腔流程模式具有较高的分离效率。不同吸收剂的分离性能为：NaOH > GLY-PZ > GLY > H2O。温度对各种吸收剂的影响随其种类不同而有所差异。膜接触器对烟气CO2的分离效率随填充密度、吸收液浓度和流率的提高而增大,随气体流率及其中CO2浓度的增大而减小。     

烟气中CO2化学吸收法脱除技术分析与进展

介绍了烟气中CO2化学吸收法脱除技术,分析了其存在的技术难点,并对该技术的研究进展进行了论述;最后提出了化学吸收法脱除技术研究中两种值得关注的研究方向。     

TEPA负载复合氧化活性炭吸附烟气中的CO2性能

以商业煤基活性炭为原料,经低浓度氧气焙烧、H₂O₂氧化改性,并以四乙烯五胺（TEPA）浸渍,得到胺负载复合氧化活性炭,用于模拟烟道气[(15%(体积)CO₂+85%(体积)N₂）+10%(体积)H₂O]中CO₂吸附。低浓度氧气焙烧后,活性炭的最大比表面积和孔体积分别为1421.82 m²/g、0.83 cm³/g。经复合氧化改性后,活性炭的介孔体积增大,表面含氧官能团增加,使得TEPA负载复合氧化活性炭的CO₂吸附性能提高。焙烧时间为4 h,H₂O₂氧化、负载40%TEPA的样品COAC-4-40TEPA,在60℃时CO₂饱和吸附量最高为2.45 mmol/g,是TEPA负载未改性活性炭AC-40TEPA的2.02倍。经过十次吸附循环后,COAC-4-40TEPA的 CO₂饱和吸附量可维持在92.24%,而TEPA的浸出量仅有0.67%。失活模型研究表明,COAC-4-40TEPA的初始吸附速率常数是AC-40TEPA的1.64倍,且失活速率常数低于AC-40TEPA。     

应用于烟气中CO2捕集的固体吸附材料研究进展

固体吸附法捕集二氧化碳技术具有吸/脱附性能优良、设备轻便灵活、环保和低成本的优势，被认为是实现电厂烟气中碳捕集最具前景的技术之一。国内外学者对于可应用于电厂烟气中二氧化碳捕集的固体吸附材料开展了大量的研究并取得一定进展。该文综述了近些年沸石分子筛、金属有机框架材料（MOFs）和活性炭（ACs）等吸附材料的研究现状；归纳并分析了各类吸附材料的应用优势和在工程应用中存在的问题；总结了各类材料吸附性能的主要影响因素和吸附机理等。最后，展望了固体吸附材料的发展方向。