ZIF-8浆液中试分离CO2/N2过程模拟及能耗分析

• 作者: 黄子轩 陈欢 李海 王明龙 陈光进 刘蓓
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: ZIF-8 二氧化碳捕集 填料塔 过程模拟 能耗分析
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 分离工程
• 页码范围: 322-331
• 页数: 9页
• 分类号: TQ015.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20211441

摘要

ZIF-8/2-甲基咪唑-乙二醇-水浆液(ZIF-8浆液)可以高效低耗能地分离CO2。为了进一步评估ZIF-8浆液在填料塔中分离CO2的塔效率及能耗，使用Peng-Robinson(PR)状态方程，求出CO2和ZIF-8浆液的二元交互作用参数(kCO2)，将二元交互作用参数和AspenPlus软件进行关联，对CO2/N2多级吸收分离进行过程模拟。计算结果表明在中试填料塔中，ZIF-8浆液仅需要5块理论塔板即可将CO2浓度由20%(mol)降低至2%(mol)以下，填料塔的塔板效率为25%。对中试分离CO2/N2进行能耗计算，结果表明当解吸条件为解吸温度333K，解吸压力0.8MPa和空气吹扫流量200L/h时，CO2捕集等效功最低可至0.474GJ/tCO2。在同样条件下使用ZIF-8浆液和MEA(30%(mass))水溶液进行碳捕集时，CO2捕集等效功分别为0.507GJ/tCO2和0.957GJ/tCO2，ZIF-8浆液的CO2捕集等效功仅为MEA水溶液的53%。