有机胺溶液吸收二氧化碳基础研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要由于全球对C02减排问题的重视，以及C02在工业生产领域的广泛应用，如何用胺溶液从烟道气中更高效、经济的收集C02正越来越引起人们的兴趣。本文通过对混合胺体系吸收特性的研究，和MDEA溶液吸收C02传质．反应模型的建立，为更深入开展这方面的研究积累了必要的实验数据和理论基础。f在双搅拌釜中，对总胺浓度为30mass％的MDEA+MEA或MDEA+DEA溶液吸收c02的吸收效果进行了考察，测定了混合胺溶液吸收C02的反应速率随时间，和吸收量的变化关系。总结认为10mass％M

2、EA+20mass％MDEA较适合于工业应用，并考察了该溶液在不同的温度下吸收速率的变化。探讨了MDEA与MEA混合胺溶液之间的吸收特性和交互作用。在p=0．】5aim：T=298K；kLo=2．2×lO。mls的操作条件下，2．0mol／LMDEA、0．3mol／LMEA+1．7mol／LMDEA、O．5mol／LMEA+I．5mol／LMDEA三种体系的吸收增强因子分别是2．3、13．4、20⋯6交互作用系数B对于研究混合胺特性是至关重要的，但是对其定量研究鲜有报道；根据实验结果和理论计算得到

3、了总胺浓度2．OmollL，MEA浓度013～0．5mol／L的MEA+MDEA混合胺溶液体系的交互作用系数B(L：C02吸收负荷)：矽：口(三)：0．12+O．35．e⋯o“通过求解MDEA吸收体系的膜模型方程，对传质．反应方程的数值计算方法进行了研究，该模型由扩散一反应方程(4个)和化学平衡方程(2个)联立得到(严格模型)。结合实验结果，比较了严格模型得到的预测值和简化模型(该模型假定C02与MDEA的反应是不可逆的拟一级反应)的结果。简化模型得到的预测值大于实验结果，并且误差较大。当MDEA

4、浓度大于1500mol／m5时，相对偏差人-p15％(实验条件：T=303K；L=0．1；p=larm；kLO=2．8xlO—m／s)；在C02在20kPa～100kPa的范围内，平均相对偏差达到36．0％(实验条件：T=303K；L=0．005；MDEAtmal=2000mol／m’；kLo=2．8x10_1m／s)。严格模型和实验数据吻合的比较好。在T=303K；L=0．1；p=latm；kLo=2．8x10。m／s实验条件下，MDEA溶液浓度500～2500mol／m3，其最大相对偏差小于1

5、0％：在C02在20kPa～100kPa的范围I勾(T=303K；L=0．005；MDEA／ot。I=2000mol／m3；kLO=2．8x10～m／s)，平均相对偏差为9．01％，远小于简化模型(36．o％)。r，关键词：c02；颇舨_。MEA：MDEA：传质．反应模型；混合胺塑坚查兰堡圭兰竺堡塞AbstractAbsorptionofC02withamineshasbeenextensivelystudiedinlasttwodecadesbecauseoftheenvironmentalco

6、ncernofC02mitigationandforC02enhancedoilrecovery(EOR)applicationsaFeaturesofmixedaminesystemsandthemasstransferratemode／ofC02absorptionintoN—methyldiethanolamine(MDEA)solutionswerestudiedinthepaper,whichmayservefuturestudyasgroundwork．Absorptionrateso

7、fgaseousC02intoaqueousmixturesofMDEAwithmonoethanolamine(MEA)ordiethanolamine(DEA)weremeasured，aswellasthesolutionof10mass％MEA+20mass％MDEAatthedifferenttemperatures，TheabsorptionrateswerefoundtoincreasewiththejncreaseofMEAorDEAconcentrationinthemixeda

8、mines．Itwasfoandthattheenhancementfactorofthesolution：2．Omol／LMDEA、0．3molFLMEA+I．7mol／LMDEA、0．5mol／LMEA+I．5mol／LMDEAwas2．3、13．4、20．6respectively(p=O．15atm：T=298K：kto=2．2×10一m／s)．Andthemutualcoefficient13forthemixedMDEAandMEAwasobtainedasafunct