填料塔中混合胺钛基纳米流体对高浓度 CO2 的捕集试验研究

• 作者: 孔宇 江砚池 陶彦峰 由婷 刘健 张忠孝 孔成栋
• 来源期刊: 低碳化学与化工
• 学科: 化学
• 关键词: 纳米流体 混合胺 高浓度CO2 填料塔
• 年，卷（期）: 2023,（4）
• 页码范围: 126-131
• 页数: 6页
• 语种: 中文
• DOI: 10.12434/j.issn.2097-2547.20230165

摘要

模拟了石油化工废气排放过程中高浓度CO2(50%,体积分数)尾气处理场景.对伯胺和叔胺溶液进行复配,建立了兼具快速反应性能和高吸收容量的混合胺钛基纳米流体.自主设计并搭建 10 t/a规模填料塔CO2 吸收-解吸循环试验系统,考察了纳米流体吸收剂在填料塔中的CO2 吸收-解吸综合强化机制.研究发现,相较混合胺而言,纳米流体吸收剂最大可提升 40%的吸收-解吸循环容量.提高贫液中的CO2 负载会削弱纳米颗粒对吸收剂捕集CO2 性能的促进作用.当CO2 负载达到0.4 mol/mol(1 mol胺负载 0.4 mol CO2)时,纳米流体吸收剂的体积总传质系数和混合胺吸收剂基本一致.体系中纳米颗粒之间的相互作用增强,使液相内部形成微对流,可提升捕集体系的CO2 吸收性能.但当纳米颗粒质量分数超过 0.12%时,液相中的微对流和固体穿梭效应会因粒子团聚而削弱.因此,需要在循环过程中采取有效措施对团聚的纳米颗粒进行分散.如何通过耦合外部扰动和内部化学分散来提升纳米颗粒分散的稳定性,将是后续研究的重点方向之一.