脱碳MEA/叔胺的性能

应用于工业烟气的CO₂吸收剂以一乙醇胺（MEA）为主,改进MEA使其成为更高效的吸收剂是吸收脱CO₂的关键之一。本文对相同浓度的MEA和3种不同结构的叔胺：即N,N-二乙基乙醇胺（DEAE）、N,N-二甲基乙醇胺（DMAE）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液,以及MEA与这3种叔胺的混胺水溶液（MEA/叔胺）对CO₂的吸收和再生性能开展了实验研究,以期达到改进MEA性能的目的。结果表明,叔胺与MEA的吸收行为完全不同;MEA吸收性能好,叔胺再生性能强。MEA/多胺的吸收初期速率下降,但是再生量和再生率都较MEA高。叔胺与MEA在吸收和再生过程中都存在交互作用,交互作用与叔胺种类及吸收时间有关,其中MDEA与MEA之间的协同作用最强。     

MDEA与MEA脱碳反应动力学

通过双模理论及反应釜吸收实验的方法,建立了胺液脱碳拟一级传质反应模型,并对其进行了实验验证。通过模型中的增强因子、二级反应速率常数及传质速率分析了伯胺MEA(乙醇胺)及叔胺MDEA(甲基二乙醇胺)的动力学特性,以此为基础进一步分析了MDEA+MEA混合胺液的交互作用、动力学特性,并得到了较优的胺液配比。研究结果表明:伯胺MEA的增强因子及传质速率数值大于叔胺MDEA,随着气液传质过程进行,传质速率逐渐减小;对于混合胺液,表观反应速率常数以及增强因子随着MEA浓度的增加以及温度的升高而逐渐增大;当总胺浓度为3mol·L~(-1)时,MDEA+MEA(2 mol·L~(-1)+1 mol·L~(-1))的混合胺液增强因子数值为0.5,传质速率较大,为最优混合胺液配比。     

MDEA与MEA脱碳反应动力学

通过双模理论及反应釜吸收实验的方法,建立了胺液脱碳拟一级传质反应模型,并对其进行了实验验证。通过模型中的增强因子、二级反应速率常数及传质速率分析了伯胺MEA(乙醇胺)及叔胺MDEA(甲基二乙醇胺)的动力学特性,以此为基础进一步分析了MDEA+MEA混合胺液的交互作用、动力学特性,并得到了较优的胺液配比。研究结果表明:伯胺MEA的增强因子及传质速率数值大于叔胺MDEA,随着气液传质过程进行,传质速率逐渐减小;对于混合胺液,表观反应速率常数以及增强因子随着MEA浓度的增加以及温度的升高而逐渐增大;当总胺浓度为3mol·L^-1时,MDEA+MEA(2mol·L^-1+1mol·L^-1)的混合胺液增强因子数值为0.5,传质速率较大,为最优混合胺液配比。     

基于CCS的MEA脱碳技术全球专利发展态势

以单乙醇胺(MEA)吸收法为主的脱碳技术被认为是较具可行性的CO₂捕集技术。本文主要针对MEA脱碳技术开展专利分析,建立MEA技术专利分析方法,研究认为基于二氧化碳捕集、运输和封存(CCS)应用的MEA脱碳技术在近十年得到大幅增长,其中增长较快的国家有美国、中国、日本、澳大利亚等,中国和韩国在近3年尤其增长较快;各国MEA脱碳技术专利的侧重点和优势各不同,美国、日本、俄罗斯等国专利较为倾向烟气脱碳、装置、材料等实际应用,中国则倾向于MEA基础方法研究,该研究结果有望为我国MEA脱碳技术研发创新、专利申请与保护提供参考借鉴。     

煤层气脱碳净化过程中醇胺溶液的腐蚀降解

对醇胺溶液在有氧环境中的降解及腐蚀进行了研究,结果表明,MEA、MDEA、DETA、MDEA+MEA、MDEA+DETA、MDEA+PZ等六种醇胺溶液发生的热降解非常少,主要是氧化降解;富液的腐蚀性明显高于新鲜胺液的腐蚀性;因此,需通过严格控制操作条件或添加抗氧化剂或缓蚀剂来改善醇胺溶液的性质。     

醇胺吸收法烟气脱碳工艺流程的改进与优化模拟

针对现有捕集工艺存在能耗高等问题,采用化学吸收法捕获CO2技术,基于Promax3.0化工流程模拟软件平台建立了使用MEA溶剂吸收300MW燃煤电厂烟道气中CO2捕集系统的过程模型,对分段吸收的吸收解吸分流进行了模拟,并对分段吸收流程重要参数进行了优化,在保证CO2捕获率90%的前提下,使得再沸器负荷降至2.66GJ/t CO2,比优化后的传统MEA法的热能耗降低了20.6%。     

改良MDEA法脱碳生产总结

本文介绍了改良ＭＤＥＡ法脱碳工艺流程及大大丰化肥厂的实际应用情况。实践证明，改良ＭＤＥＡ法脱碳工艺具有净化度高、回收的ＣＯ２纯度高、能耗低、溶剂损耗小、操作弹性大等优点，完全能满足碳铵改产尿素的需要。     

基于HYSYS模拟的天然气脱碳影响因素的研究

采用Aspen Hysys模拟软件,对胺液脱除天然气中CO2的影响因素吸收塔塔板数目、吸收塔操作压力、原料气温度、MDEA溶液浓度、胺液组成进行模拟研究,并对模拟结果进行规律总结和合理解释。模拟结果表明,吸收塔塔板数目的增加对于胺液吸收CO2有促进作用;吸收塔的操作压力增大使得CO2的脱除率呈现出先线性增大后逐渐变缓的趋势;原料气的反应温度提高使CO2的脱除率提高;MDEA浓度的增大在一定范围内提高了CO2的脱除率,浓度过高时CO2的脱除率减小;MEA、DEA的加入会提高MDEA脱CO2的活性,且MEA促进效果优于DEA。     

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。     

小氮肥厂改良MDEA法脱碳工艺

本文介绍了小氮肥厂用改良ＭＤＥＡ法脱除ＣＯ２的原理，工艺流程，技术指标及特点。     

烟道气中二氧化碳回收技术的研究

介绍了一乙醇胺(MEA)法回收烟道气中二氧化碳的基本原理和工艺流程,指出MEA法具有蒸汽消耗量高、溶液腐蚀性强、MEA易与氧气发生降解反应等缺点。开发了一种从烟道气中回收二氧化碳的新技术,采用的吸收剂是在MEA水溶液中添加了活性胺、抗氧剂和防腐剂的复合溶液。将新技术应用于赤天化集团有限公司烟道气中二氧化碳的回收装置上,试验结果表明,二氧化碳年平均产量提高了25.8%,1m3二氧化碳的蒸汽消耗量可减少3.23kg,并可解决MEA对设备的腐蚀问题。     

电厂CO2捕集工艺夹点分析与过程集成节能

电厂一乙醇胺（MEA）法烟气CO2捕集（CCS）工艺换热网络能量流密集,固有能耗高,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：（1）在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气;(2)采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源,跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗,使蒸汽耗量降低21%,冷却水耗量降低17.2%,CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%。     

质子交换膜燃料电池膜电极制备方法的研究进展

燃料电池技术作为一种绿色能源技术,在减少能源消耗、环境污染等方面具有巨大潜力。膜电极（MEA）是质子交换膜燃料电池（PEMFC）的核心部件,MEA中电化学反应的顺利进行需要各功能层的协调配合,MEA各功能层涉及的传质、导电、导质子、催化等方面均影响燃料电池的性能。根据制备方法,可以将MEA分为催化剂涂敷基底（CCS）型MEA、催化剂涂敷膜（CCM）型MEA、有序化MEA和一体化MEA。MEA的性能不仅由催化剂本身载量决定,也受其结构设计和制备工艺的影响。本文介绍了MEA制备过程中常见的改进方法,分别从催化剂喷涂、刮涂、模槽挤出涂覆方式,催化剂浆料组成中Nafion含量和溶剂极性选择,催化层梯度化、图案化及界面结构改进,PEM结构增强、图案化、成膜方式等方面的研究进展进行讨论。但是目前对于MEA各功能层界面间的研究较少,应该注意的是催化层/质子交换膜（PEM）界面以及催化层/气体扩散层（GDL）界面设计也将直接影响MEA的性能。     

羟乙基乙二胺与单乙醇胺吸收低分压CO_2降解

有机胺捕集燃煤烟气CO_2过程中,吸收溶剂会发生降解。以探究醇胺吸收CO_2过程中可能发生的降解机理为目的,选取乙醇胺(MEA)和N-(2-羟乙基)-乙二胺(AEEA),在吸收温度40℃,解吸温度120℃条件下,研究了质量分数同为10%的MEA和AEEA循环吸收和解吸性能。结果表明,AEEA 6次循环吸收负荷和吸收速率都优于MEA,AEEA再生温度都低于MEA,但AEEA循环再生速率和再生率不如MEA。第3次循环实验过程中,AEEA产生降解物N-(2-羟乙基)-二乙烯三胺,MEA产生降解物AEEA,这两种降解产物都会提高再吸收负荷。     

Absorption of CO2 into aqueous solutions of MEA and AMP in a wetted wall column with film promoter

The process for removing CO₂ from a gas mixture can be achieved by absorption into amines through of different conventional techniques. But, the report of mass transfer parameters that can be used for process design is limited. Thus, a study of CO₂ absorption process into monoethanolamine (MEA), 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP) and their respective blend were developed with the aim of evaluating the absorption performance and of determining a design parameter for a single-amine absorption system. The experimental tests were carried out in a wetted wall column employing a film promoter, a thin stainless steel woven. The experimental device was operated in countercurrent and the different tests were developed at 298 K, atmospheric pressure, a constant gas load (10% CO₂) and three different liquid loads. The results show that the interfacial area is influenced by increasing the liquid load. The K_Ga values of MEA and the blend based on it are higher in relation to AMP. Moreover, the results of the thermodynamical-kinetic parameter show that this absorption process is independent of liquid load, characteristic of rapid chemical reactions. The K_Ga value for the different MEA:AMP mixtures shows that it increases when the MEA proportion is increased in the blend.     

A new method of amine solvent recovery with acid addition for energy reduction in the CO2 absorption process

Chemical absorption/stripping technologies using an amine-based solvent have a lot of advantages for capturing carbon dioxide in post-combustion capture system. However, the higher energy demand for the solvent recovery makes the technology difficult to retrofit to existing plants. To overcome this obstacle, an alternative stripping process using an organic acid was studied to decrease the solubility of carbon dioxide and save the energy demand, but further research is necessary to recover the amine solvent and an organic acid effectively. In this study, a new amine recovery method using an organic acid is proposed and the method suggests a two-step of reaction crystallization process to separate the amine and the acid. This study demonstrates that an amine solvent (monoethanolamine, MEA) and an organic acid (oxalic acid) could be recycled effectively by reaction crystallization experiment. MEA and oxalic acid recovery efficiencies were also obtained using the experimental data in this study. The percentages of MEA recovery and the acid losses were estimated through these data. In addition, the energy demands for two recovery processes were estimated.     

菱镁矿尾渣煅烧MgO膨胀剂在一维限制砂浆中的膨胀性能

为探讨菱镁矿尾渣在制备MgO膨胀剂(MEA)应用上的可能性,研究了辽宁海城菱镁矿尾渣煅烧MEA的活性及其在不同温度水养护砂浆试件中的一维限制膨胀率.结果表明,利用废弃菱镁矿尾渣经高温煅烧可制备出不同活性的混凝土用MEA,且煅烧温度越高,活性越低;不同养护温度下MEA表现出不同的膨胀性能,掺低活性MEA的砂浆试件的膨胀受养护温度的影响更为显著;相较于菱镁矿煅烧得到的MEA,由菱镁矿尾渣煅烧的MEA中有效方镁石成分较低,同掺量情况下膨胀性能较差,实际应用中可通过适当提高MEA掺量以保证对混凝土收缩的有效补偿.     

3D multiphase flow simulation of Marangoni convection on reactive absorption of CO2 by monoethanolamine in microchannel

A multiphase flow 3D numerical simulation method employing the coupled volume of fluid (VOF) and level set model is established to study the reactive absorption of CO₂ by the monoethanolamine (MEA) aqueous solution in a falling film microchannel. Based on the flow-reaction-mass transfer model of the MEA-CO₂ system in the falling film microchannel, the enhancement effect of the Marangoni convection in this reactive absorption process is analyzed. The enhancement factor of the Marangoni convection obtained in this work is in good agreement with experimental results in the literature. With consideration of the absorption ratio as well as the enhancement effect of the Marangoni convection, the influence of different MEA concentrations on absorption of CO₂ is investigated. Furthermore, the appropriate MEA concentration for absorption enhanced by the Marangoni convection is acquired.     

CO2化学吸收法中再生气的陶瓷膜余热回收特性

在CO₂化学吸收法工艺中,采用富液分流工艺,利用在贫富液换热器前分流的冷富CO₂吸收剂溶液回收再生塔顶排出的热再生气（一般为CO₂和水蒸气混合气）的余热,有助于降低CO₂再生热耗。本文在乙醇胺（MEA）基富液分流化学吸收工艺中,以纳米级多孔亲水陶瓷膜作为分流冷富液和热再生气之间的换热介质,利用水的热质耦合传递强化余热的回收性能。以余热回收通量为指标,探讨了分流的MEA富液流量、温度、质量分数、CO₂负荷和热再生气流量及再生气中水蒸气摩尔分数对陶瓷膜热回收性能的影响,并对比了不同分离层孔径陶瓷膜的余热回收性能。结果显示,陶瓷膜的余热回收性能随MEA富液流量的增加而增加,但却随富液温度的升高而大幅下降。同时,随着气体流量和再生气中水蒸气摩尔分数的增大,热回收通量均会增大。由水传质所引发的对流换热对热回收通量具有促进作用,可占总热回收量的10%左右。由于CMHE-10陶瓷膜的分离层孔径与孔隙率均大于CMHE-4陶瓷膜,因而其水传质通量大于CMHE-4陶瓷膜。但CMHE-10陶瓷膜的有效热导率却低于CMHE-4陶瓷膜,因而热回收过程中其水蒸气的冷凝总量要小,导致其热回收性能低于CMHE-4陶瓷膜。