化学法吸收燃煤烟气中co2研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.10.019化学法吸收燃煤烟气中CO2的研究周绪忠，李水娥，仵恒，崔同明（贵州大学材料与冶金学院，贵阳550025）摘要：以乙醇胺（MEA）和四乙烯五胺（TEPA）作为吸收剂吸收燃煤烟气中的CO2。在反应温度20℃、溶剂体积浓度5%、CO2体积浓度13%、模拟烟气流量550L/h时，MEA和TEPA的吸收速率分别为0.659和0.513mmol/s。关键词：化学法；吸收速率；吸收剂；CO2；MEA；TEPA中图分类号：X701文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）10-0000-00S

2、tudyonCO2AbsorptionfromCoal-firedFlueGasbyChemicalMethodZHOUXu-zhong,LIShui-e,WUHeng,CUITong-ming(CollegeofMaterialsandMetallurgy,GuizhouUniversity,Guiyang550025,China)Abstract：CO2wasabsorbedfromcoal-firedfluegasbychemicalmethodwithethanolamine(MEA)andtetraethylenepentamine(TEPA)assolve

3、nts.TheresultsshowthatabsorptionrateofMEAandTEPAis0.659and0.543mmol/srespectivelyundertheconditionsincludingreactiontemperatureof20℃,solventvolumeconcentrationof5%,CO2volumeconcentrationof13%,andsimulatedfluegasflowrateof550L/h.Keywords：chemicalmethod;absorptionrate;absorbent;CO2;MEA;TE

4、PA目前温室效应对全球性大气污染的影响最为严重[1-6]。二氧化碳的大量排放是导致温室效应最主要的原因之一[7]，其来源主要由矿物燃料燃烧[8-10]。目前，正在大力开发的碳捕集技术主要是燃烧后脱碳[11-13]，而其中的化学吸收分离烟气中的二氧化碳更是研究的重点[14-18]。刘今朝[19]等的研究表明，45%MDEA/5%PZ溶液的吸收温度窗口为40~60℃，氨水为20~40℃。张亚萍[20]等通过AspenPlus模拟研究了醇胺法捕集燃煤烟气中二氧化碳的工艺及优化。陆诗建[21]等对烯胺溶液进行了吸收模拟烟气中二氧化碳的研究。ChoiWon-Joon[22]等对

5、MEA/AMP混合溶液进行试验，质量分数18%MEA+12%AMP混合溶液对二氧化碳的吸收量比质量浓度为30%的MEA溶液提高了51.2%。上述研究都只单独考察了醇胺、烯胺及其混合溶液，本文将讨论那种溶液更加适合化学吸收分离二氧化碳及其工艺参数。1试验部分1.1反应原理伯胺、仲胺吸收CO2的总反应方程式：叔胺吸收CO2的总反应方程式：1.2试剂、装置和方法主要试剂为纯度99%的CO2，乙醇胺（MEA）和四乙烯五胺（TEPA）均为分析纯试剂。试验装置如图1所示。收稿日期：2015-04-03基金项目：贵州省教育厅项目（黔教合KY字[2014]222号）；贵州省科技厅、贵

6、州大学2014联合资金项目（黔科合LH字[2014]7647号）；贵州大学研究生创新基金项目（研理工2015005）作者简介：周绪忠（1988-），男，重庆人，硕士研究生.图1吸收装置Fig.1Absorptionexperimentalsystem首先控制好二氧化碳和压缩空气的流量，将气体通入缓冲瓶配置成相应体积浓度的模拟烟气，其体积浓度记为C1；对试验装置排气3min，在通入吸收塔与吸收剂进行逆向吸收，尾气经干燥后通过二氧化碳红外分析仪直接读取其体积浓度，每分钟记录一次，记为C2。当吸收率小于10%时停止试验，其中溶液总体积为1L，溶液流速为4L/min。整个试验

7、在大气压下进行。1.3试验指标二氧化碳的吸收速率为：式中，为CO2的体积流量（L/s）；为气体的摩尔体积（22.4L/mol）；为吸收率（%）。2结果与讨论2.1反应温度对吸收速率的影响试验条件：CO2体积浓度8.5%、溶液体积浓度3%、烟气流量500L/h，不同反应温度时的试验结果如图2所示。图2反应温度对MEA(a)和TEPA(b)吸收速率的影响Fig.2EffectofreactiontemperatureonabsorptionrateofMEA(a)andTEPA(b)由图2可知，温度的变化对二氧化碳最高的吸收速率影响不大。MEA和TEPA