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由于化石燃料的燃烧,CO2气体的排放量日益增加,当前采用CO2气体捕集分离技术最为可行,在CO2气体的捕集分离方法中膜吸收法被认为是最有潜力的新技术。在膜材料的选择中,由于PTFE具有很强的疏水性能,所以是膜吸收CO2气体理想的材料。本论文自制得到PTFE中空纤维膜,并将之运用于膜吸收法去除CO2的研究,具体内容如下:(1)通过“混合—挤出—拉伸—烧结”的工艺制备得到PTFE中空纤维膜,并对于PTFE中空纤维膜的微观表面形态,表面孔径分布以及内外表面水接触角进行测试表征。(2)对各吸收剂的物化性质以及与CO2的反应机理进行阐述。(3)采用外压式中空纤维膜组件膜吸收的方法对不同膜结构(孔径、壁厚)的PTFE中空纤维膜进行脱除率以及传质速率的测试和分析。(4)采用外压式中空纤维膜组件膜考察混合气体流量、吸收液流速、吸收液浓度、吸收液种类这些外界条件在不同热再生温度条件下的影响,以及不同热再生温度和吸收液成分不同组成比对CO2脱除率以及CO2传质速率的影响。(5)采用外压式中空纤维膜组件膜考察伯胺(MEA)、仲胺(DEA)、叔胺(MDEA)以及混合吸收液(MDEA+PZ)对于CO2了再生能力的强弱。并且对在不同再生液温度以及浓度条件下对于再生性能的影响。实验结果表明:(1)采用“混合—挤出—拉伸—烧结”的方法,制备出不同的PTFE中空纤维膜,壁厚范围为400μm-750μm,平均孔径为0.22μm-0.3μm水接触角在115°左右。(2)随着PTFE中空纤维膜壁的增加,气体通过膜孔的路径以及时间延长,使得膜丝对气体吸收的传质阻力增大,CO2脱除率以及传质效率降低。PTFE中空纤维膜孔孔径增大使得气体通过膜孔进入吸收液的面积增加,从而增大CO2脱除率以及传质效率。(3)混合气体流量增加会使膜吸收的传质速率加快,但由于进气量大,在气体在膜内停留时间变短,所以会使CO2脱除率下降。吸收液流速加快会使CO2脱除率以及传质速率均增大,但当吸收液流速大于250mL/min时,CO2脱除率以及传质速率增加明显变缓。热再生温度的升高会增加CO2脱除率以及传质速率,但在110℃-130℃间,再生能力变化不明显。吸收液MDEA与PZ的组成比接近1∶1时,要优于其他组成比。吸收液浓度的增加会增大CO2脱除率以及传质速率,吸收液浓度在2mol/L至3mol/L之间CO2脱除率和传质速率几乎无增长甚至下降。在3种单一吸收液中,CO2脱除率以及传质速率大小排序为MEA>DEA>MDEA,而在MDEA中加入PZ可以大大促进MDEA与CO2的反应速率。(4)。热再生性能排序分别为叔胺(MDEA)>仲胺(DEA)>伯胺(MEA)。MDEA与PZ的混合溶液再生性能介于MDEA与DEA之间。在MDEA与PZ混合再生溶液再生效率在110℃左右时最佳。随浓度增加再生效率不断增大。但当浓度大于2mol/L时由于溶液粘度迅速增大,CO2再生速率明显变缓。