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多羟基多元酸盐基复合溶液的性质及其捕集CO2性能研究开题报告

 2022-01-04 09:01  

全文总字数:2484字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

二氧化碳排放已成为全世界关注的课题。探索捕捉和去除工业来源产生的二氧化碳成本效益、可用和有效的技术是非常必要的,吸收被认为是可行的和成熟的方法。开发出新型高效的吸收剂分离CO2,提高吸收剂的吸收速率。分析不同吸收剂的吸收性能,对比寻找吸收性能最好的溶液浓度,分析影响吸收率和吸收性能的因素,寻找合理的操作条件。CO2捕获作为一种现在普遍接受的减少CO2排放的各种工业来源和减少大气中的二氧化碳浓度,可以削弱温室效应的有效的过程。CO2是一种非常宝贵的碳资源,可以被广泛用于多种领域,在工业生产中有非常重要的应用。

国内外研究现状

根据过程机理,目前CO2分离方法主要有:吸收法、吸附法、膜分离法、低温分离法等,从目前技术的进展来看,吸收法是最成熟、应用最广泛的CO2分离技术。吸收法根据吸收机理及所采用吸收剂的不同又分为:物理吸收法、化学吸收法、物理化学吸收法。化学吸收法是利用CO2 为酸性气体的性质,以弱碱性物质进行吸收,然后加热使其解吸,从而达到脱除CO2 的目的。其主要优点是吸收速度快、净化度高,CO2回收率高,吸收压力对吸收能力影响不大。研究者发现利用有机胺作CO2 的吸收剂,效果较好,是以胺类化合物吸收CO2 的方法, 与其它方法相比具有吸收量大、吸收效果好、成本低、洗涤剂可循环使用并能回收到高纯产品的特点而得到广泛应用。胺法吸收CO2 的实质是酸碱中和反应, 弱酸(二氧化碳)和弱碱(如胺)反应生成可溶于水的盐, 随着温度变化这一反应是可逆的, 一般在311K温度下形成盐,CO2 被吸收;在383K反应逆向进行, 放出CO2。醇胺吸收剂按照结构可分为:非空间位阻醇胺和空间位阻胺,非空间位阻醇胺分为:伯胺:一乙醇胺(MEA)、二甘醇胺(DGA);仲胺:二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA);叔胺:三乙醇胺(TEA)、N一甲基一二乙醇胺(MDEA)。空间位阻胺:此类化合物中至少有一个仲氨基与一个仲或叔碳原子连接,位阻胺因与氮原子相连的碳原子是一带有支链的取代基,从而产生了非常明显的空间位阻效应,使有效氮从不同位置与CO2反应,大大加快了反应速率,理论上每mol位阻胺最大吸收1molCO2,活化剂利用率增加,过程收率提高,此外,由于生成的氨基甲酸盐极不稳定,CO2解吸容易,使蒸汽消耗降低。2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)就是位阻胺。化学吸收剂吸收量较大,吸收速率较高,分离回收纯度高,但由于发生了化学反应,再生必须通过破坏化学键才能解吸出二氧化碳,再生能耗高,因而学者想到了采用混合配方作为吸收剂的方法,实验结果显示混合有机胺溶液用于吸收CO2时,混合胺溶液富集CO2的方法具有能提高吸收速率、节约再生能耗、降低腐蚀等优点。

2. 研究的基本内容

本课题开展一种co2吸收剂的吸收性能研究,主要研究多羟基多元酸盐基复合溶液吸收原理及其影响因素,评价co2吸收剂吸收性能。

研究的内容:

1) co2吸收剂配制行为与过程;

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

第一-二周,查阅文献资料。

第三-四周,购置原材料,安装实验装置。

第五-六周,在静态条件下分别配制不同浓度的吸收剂。

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4. 参考文献

[1]伍能驰. 活化mdea脱除二氧化碳技术在合成氨装置上的应用研究[d].大连理工大学,2012.

[2]方诚刚. 氨基酸离子液体-mdea混合水溶液对co_2的吸收研究[d].南京大学,2011.

[3]李清方,陆诗建,刘晓东,张建. mea-mdea复合胺溶液吸收烟气中二氧化碳实验研究[j]. 应用化工,2010,(08):1127-1131.

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