规整填料塔中叔胺DEEA基复配捕获剂吸收CO2传质性能的研究

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1、学校代号10532学号S151101039分类号密级公开硕士学位论文规整填料塔中叔胺DEEA基复配捕获剂吸收CO2传质性能的研究学位申请人姓名廖慧英培养单位化学化工学院导师姓名及职称童柏栋教授学科专业化学工程与技术研究方向二氧化碳捕获、传质论文提交日期2018年05月学校代号：10532学号：S151101039密级：公开湖南大学硕士学位论文规整填料塔中叔胺DEEA基复配捕获剂吸收CO2传质性能的研究学位申请人姓名：廖慧英导师姓名及职称：童柏栋教授培养单位：化学化工学院专业名称：化学工程与技术论文提交日期：2018年05月论文答辩日期：2018年05月29日答辩委员会主席：徐伟箭教授Ex

2、perimentalStudiesofMassTransferPerformanceofCO2AbsorptionintoDEEA-basedcompoundabsorbentinDXStructuredPackingByLIAOHuiyingB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinChemicalEngineeringandTechnologyintheGraduateSchoolofHunanUni

3、versitySupervisorProfessorTontiwachwuthikulPaitoonMay,2018规整填料中叔胺DEEA基复配吸收剂吸收CO2传质性能的研究摘要二氧化碳气体是造成温室效应的主要原因，主要来源于燃煤电厂烟道气的排放。因此，研究燃煤电厂CO2捕集技术、减少CO2排放迫在眉睫。有机醇胺吸收法是目前捕获烟气CO2最成熟、最广泛的方法。然而，从单一有机胺溶液中分离二氧化碳存在吸收速率快和再生能耗低不能同时存在的科学问题，导致其应用前景受限。因此，寻找高效的混合胺溶剂成为目前研究的热点。目前，N,N-二乙基乙醇胺（DEEA）等一系列新型叔胺因其合成原料廉价且可再生、

4、较叔胺N-甲基二乙醇胺（MDEA）具有较快的CO2吸收速率等优势而备受青睐。开发新型叔胺（如DEEA）基复配吸收剂，在保持叔胺溶液解吸能耗低的优势同时，可以显著提高捕获剂的吸收速率和循环容量，解决胺法捕集工艺再生能耗高的关键科学问题。填料塔作为当前工业生产中应用最为广泛的气液传质装置。规整填料因为具有分离效率高、比表面大、压降低的特点，尤其适用于捕获常压烟道气中的CO2气体。基于以上研究意义，本文以实现胺溶液高效且低能耗捕集回收二氧化碳为出发点，考察叔胺DEEA基复配吸收剂在高效规整填料塔内吸收二氧化碳传质性能的研究。本文的研究内容和成果有：（1）N-Diethylethanolamin

5、e（DEEA）和哌嗪（PZ）混合胺体系具备潜在的二氧化碳捕获能力。通过快速筛选方法，确定DEEA/PZ混合胺溶液体系的吸收速率和吸收效果在摩尔比率为2.5:0.5时效果最佳，其循环CO2负载为0.8667 molCO2/L，同时进一步利用传统单因素条件考察方式在DX规整填料塔内测试了新型捕获剂2.5MDEEA+0.5MPZ吸收CO2过程的传质性能。以体积总传质系数（KGaV）作为评估指标考察了液体流速、贫液负载、惰性气体流速和二氧化碳分压对气液传质性能的影响规律。（2）利用正交试验设计方法对DEEA/MEA混合胺溶液在DX规整填料内吸收CO2的传质性能进行研究，通过该方法考察了贫液负载、

6、气、液相流速等操作参数对体积总传质系数（KGaV）的影响大小，并得到该传质过程的最优操作条件。实验结果表明，操作条件参数对KGaV有显著的影响，同时基于正交分析，六个考察因素对KGaV的影响主次顺序为：贫液负载>二氧化碳分压>气液进料温度>胺溶液浓度>液体流率>惰性气体流率，以及实验的优化组合条件是B1C1D2A3E3F2，可为填料塔吸收CO2实验方案设计提供指导意义。关键词：传质；N,N-二乙胺基乙醇(DEEA)基复配吸收剂；正交试验法；规整填料塔II硕士毕业论文AbstractGreenhouseeffectismainlycausedbytheemissionofcarbondio

7、xide(CO2),andfossilfuelcombustionofcoal-firedpowerplantshasbeenconsideredtobethemaincontributorofgreenhousegasemissions.Therefore,itisurgenttofindtheCO2capturemethodandtechnologytocontroltheCO2emissionsfromfluegasofcoa