湿法再生CO2空气捕集材料的能耗与性能优化

• 作者: 倪佳 孙雪艳 税子怡 贺飞鸿 惠小敏 朱亮亮 陈曦
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 二氧化碳 吸附 脱附 空气捕集 离子交换树脂 湿法再生
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 1409-1418
• 页数: 9页
• 分类号: X511
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20200756

摘要

湿法再生阴离子交换树脂膜材料，可通过调控湿度驱动CO2的吸附与脱附，材料再生成本极低。该材料需经过高温水热预处理张开孔结构，增强气体扩散速率，能耗较高；此外，利用液态水润湿材料以驱动脱附时，材料的解吸比（脱附量/吸附量）只有~30%。通过系统研究不同预处理水温及时间下膜材料的CO2吸附/脱附性能，发现采用常温水浸泡预处理亦可获得良好的材料微观孔结构以及碳捕集性能，显著降低预处理能耗；更重要的是，基于微观尺度的气体吸附和液体浸润相关理论，实验发现超声雾化所获得的微米级水颗粒，由于更易扩散进入孔隙，可将解吸比从~30%提升到~60%，极大提升了树脂膜材料的再生性能。这些预处理能耗与脱附性能的优化，为大规模空气捕集的工程化实施提供了有利条件。