【摘 要】
:
燃烧化石燃料,排放大量的二氧化碳气体,引发温室效应,导致全球变暖,海平面的不断上升,冰川的融化等一系列环境问题,破坏环境安全和平衡,这不仅仅影响着全球的生态系统平衡,更会威胁到人类的生存环境。CO2是对地球温室效应影响最大的气体,因为煤炭仍然是世界上使用最广泛,成本偏低的电力来源,其主要排放源为燃煤发电企业。因此,有效控制并减少污染物CO2的排放是刻不容缓。通过在CO2排放到达大气之前捕获并安全存
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目,三级有机胺/乙醇胺混合溶液 CO2 加热解吸过程中的[HCO3-]的作用机理研究(21606150),省部级人才项目(上海市青年东方学者),催化CO2吸收-解吸性能研究以及新型装置搭建运行(QD 2016011);
论文部分内容阅读
燃烧化石燃料,排放大量的二氧化碳气体,引发温室效应,导致全球变暖,海平面的不断上升,冰川的融化等一系列环境问题,破坏环境安全和平衡,这不仅仅影响着全球的生态系统平衡,更会威胁到人类的生存环境。CO2是对地球温室效应影响最大的气体,因为煤炭仍然是世界上使用最广泛,成本偏低的电力来源,其主要排放源为燃煤发电企业。因此,有效控制并减少污染物CO2的排放是刻不容缓。通过在CO2排放到达大气之前捕获并安全存储它们至关重要。二氧化碳捕获利用和封存(CO2 capture and storage,简称CCUS)技术及其工业应用是近10年及未来10年全球最热点的工程技术方向之一。燃烧后捕获(Post Combustion Capture,简称PCC)技术可直接用于捕集传统电厂烟气的CO2,是目前应用最为广泛,且最有前景的工艺之一。然而,此方法依然存在着巨大的难关,如CO2的吸收速率,对设备的腐蚀,巨大的再生能耗等等问题都需要亟待解决。因此,许多研究者开始从单一胺溶液转向为不同混合胺溶液或者是开发高效的新型吸收剂来解决所面临的一些问题。本文的研究对象选用了胺溶液作为吸收剂,以固体碱土金属Ca CO3、Mg CO3作为催化剂,对CO2吸收进行催化研究,在间歇式吸收装置中进行催化吸收实验,分别研究混合胺和单一的三级胺溶液CO2催化吸收性能以及探究催化机理。研究的主要内容以及结论如下:(1)混合胺催化吸收实验:乙醇胺(MEA),二乙醇胺(DEA)溶液是最常用的胺溶液,MEA+DEA混合胺溶液最近一直是热门的研究课题。本文以5.0 mol/L的单一MEA,DEA胺溶液作为基准,以不同质量的Ca CO3、Mg CO3为催化剂,通过配制不同配比的5.0 mol/L MEA+DEA混合胺溶液(4+1、3+2、2+3、1+4 mol/L),在间歇式装置中进行催化吸收实验,通过CO2负载率、初始吸收速率的测试,分析最优比例的混合胺溶液。结果发现,在相同的溶液和操作条件下,1.0+4.0 mol/L~2.0+3.0 mol/L MEA+DEA混合胺溶液在Ca CO3的帮助下具有良好的吸收性能,同时与5M MEA作为基准相比,它的吸收速率达到72-77%,但是热负荷仅为5M MEA溶液的46-50%。在这个区域,MEA+DEA混合胺溶液的协同效应比较强,再综合考虑吸收和解吸两方面,最终发现在固体碱催化剂Ca CO3作用下,两类混合胺溶液(1.5+3.5M和2.0+3.0 M MEA+DEA)具有比较高的吸收参数和解吸参数,可以作为工业上用于吸收CO2的备选溶液。这些溶液在解吸塔和吸收塔两大装置中将发挥巨大的优势,具有非常低的热负荷且相对快速的吸收速率。(2)单一三级胺溶液催化吸收实验:以不同质量的碱土金属盐Ca CO3、Mg CO3作为催化剂,选择1.0 mol/L和1.5 mol/L二乙基单乙醇胺(DEEA)和1-二甲氨基-2-丙醇(1DMA-2P)溶液这两种良好的三级胺溶液作为研究对象,在间歇式反应器催化吸收实验,探究催化条件下CO2吸收性能研究。此外,还在293 K下进行CO 2平衡溶解度和p Ka的测量,发现实验结果与文献相当。通过一系列的催化试验,结果发现在非催化/催化条件下,混合胺溶液和三级胺溶液对CO2的吸收效果和机理完全不同,但都能够有效增强胺溶液CO2吸收速率,加快传质。
其他文献
CO2水合物作为良好的新型环保储能介质,在蓄冷空调、气体分离、消防灭火及油气开采等领域逐渐引起关注,对其生成特性的研究也显得至关重要。但采用传统实验的方法对CO2水合物的生成特性进行研究存在着种种限制,更无法从微观角度探究其生长细节。因此,本文引入分子动力学模拟,从微观角度对CO2水合物的生成特性进一步分析。本文首先通过Materials Studio软件建立合理的体系模型,选用大型的并行运算软件
随着材料学的日益发展,大量先进的功能表面不断问世,其中梯度能表面在传热传质、抗冻除冰、石油化工、航空航天等领域具有广泛的应用前景,近些年受到业界的广泛关注。梯度能表面主要有微结构梯度和化学梯度两种类型,在本文中,我们分别以铜和PDMS(聚二甲基硅氧烷)为基底,设计了微方柱、微方孔结构的浸润梯度表面,从静态特性、动态特性、黏附特性三个方向,对微结构梯度能表面上液滴的浸润性进行了研究。论文首先研究了几
全球经济、人口增长带来的环境污染以及化石燃料的日益枯竭让人类社会面临着一系列的能源问题。寻求廉价、安全、清洁且可再生的新能源成为现代社会的共识。其中,可储可输的氢能是一种洁净的可再生能源。在近几十年,氢能作为解决当前人类面临困境的新能源,成为各个国家广泛研究的对象。光催化技术则利用无穷无尽的太阳能和半导体催化剂加速纯水裂解成氢气和氧气这一过程。但是由于半导体催化剂的禁带宽度和内部载流子复合,导致较
在充斥着海量数据的时代,为了从数据中获取更多潜在的、有效的、有价值的信息,数据挖掘技术以及前沿的机器学习算法应运而生。数据的类别不平衡现象广泛存在于实际应用中,法律案件的分类,信用卡欺诈检测和医疗诊断等众多领域都存在类别不平衡现象。分类器在处理这类数据时极易向多数类样本倾斜,往往表现出较差的分类性能。然而在实际情况下,相较于多数类样本,少数类的数据往往隐含重要信息,更值得被关注。因此,如何提高少数
厌氧消化是实现有机固废减量化、稳定化和能源回收目的重要技术。污泥猪粪共消化可为污泥单基质消化补充有机质、改善碳氮平衡,不仅能解决我国市政污水厂污泥有机质含量普遍偏低、甲烷产量低的问题,也能充分提高污水处理厂现有沼气池的利用率、增加厌氧消化池的沼气产量;还能为中小型养殖户的粪污提供集中处理解决方案,降低分散运行沼气发酵设施的运维成本,达到共赢目标。但两者共消化处理的可行性和稳定性仍有待验证,需要对共
当今世界,全球经济飞速发展,人类却面临着人口剧增、环境恶化等压力。尤其是全球变暖和臭氧层破环这两大环境问题,正威胁着人类的生存。而CFCs、HCFCs、HFCs类制冷剂的使用正是造成这两大问题的重要原因之一。CO2作为制冷工质具有环境友好性和优良的热物性,成为了最具竞争力的绿色制冷剂。但是CO2跨临界制冷循环中压力过高问题无法忽略,这严重阻碍其作为制冷剂的发展。 为了解决CO2跨临界循环的弊端,学
人体行为识别是智能视频监控技术中的关键技术之一。由于人体行为具有多样性、复杂性,使其成为学术界广泛研究的课题,提高人体行为识别的准确率是目前研究的难点所在。本文以视频监控中的人体行为识别作为研究目标,利用特征提取和深度学习等领域的前沿技术,对视频帧序列分析,以达到提高人体行为判别准确率的目的。本文提出一种多通道融合的人体行为识别算法,分别提取视频帧序列的运动历史特征(MHI)、红外特征和RGB图像
密封是透平机械减少工质泄漏的重要部件,相比于传统迷宫密封,袋式密封在具有良好密封性能的基础上,还可以为转子系统提供更大的阻尼,缓解了由于气流激振力而导致转子系统不稳定问题。因此,开展袋式密封稳定性机理与结构优化研究将有利于进一步提高机组运行效率与转子系统稳定性,具有一定的理论意义和工程价值。分析了袋式密封赫姆霍兹效应,研究了预旋方向对传统贯穿式袋式密封稳定性的影响。结果表明:当进口预旋与涡动方向相
伴随着我国农村经济的快速发展,农村生活废弃物污染问题日益严重。由于收运及处理设施短缺,部分村落仍普遍存在“垃圾靠风刮”、“垃圾围村”等现象。通过实地调研发现,传统废弃物收运模式的收集效率较低,且在收运过程中存在视觉脏乱、听觉噪音、嗅觉恶臭及二次污染等问题。因此,完善农村地区生活废弃物的收集、运输和处理过程成为我国许多农村亟需解决的问题。为改善农村生活废弃物收运模式,中国从芬兰引进了深埋式垃圾桶直收
牛樟芝(Antrodia camphorata)作为台湾民间传统的解酒药用真菌,其子实体具有抗肿瘤、抗癌、抗炎等多种活性。虽然牛樟芝子实体具有如此多的功能,但生长极为缓慢,自然产量稀少,阻碍了进一步的研究。因此,近年来许多学者将牛樟芝菌丝体作为研究对象,发现其含有丰富的次级代谢产物,如泛醌类化合物、马来酸琥珀酸衍生物、三萜类化合物、多糖等。文献调研发现,牛樟芝菌丝体可显著抑制急性乙醇中毒大鼠血清中