多孔硅基无水液相吸收剂制备及其CO2吸收性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:eusnkk
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
化石能源的大量使用导致CO2排放量急剧增加,给全球带来一系列环境问题。火力发电厂作为CO2集中排放源之一,约占全球CO2排放的30%以上,因此减少火电厂CO2排放已经迫在眉睫。就目前已建和在建电厂而言,燃烧后捕集CO2是目前最直接和有效的方法。显然碳捕集材料的性能对燃烧后捕集CO2具有决定性的影响。液体吸收材料具有捕集效率高、易于连续性操作等优点,但存在易分解流失、再生能耗高等缺点;而固体吸附材料虽然具有低再生能耗、无设备腐蚀等优点,但同时存在选择性差、不易大规模应用等缺点。因此,对新型材料的CO2吸收性能进行研究对于碳捕集具有重大意义。
  本文以胺改性多孔硅基微球为主体单元,2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇(DMEE)为客体溶剂,制备了兼具固、液特性的多孔硅基微球无水液相吸收剂。研究了吸收剂的物理特性、CO2选择性以及在干燥和含湿下的CO2吸收性能。主要结论如下:
  ①成功制备了多孔硅基无水液相吸收剂,其密度和粘度都随着温度的升高而降低,随着主体单元浓度的增加而增加。吸收剂的主体单元浓度为20wt%时,吸收剂的粘度高达267.98mPa·s,导致吸收剂的传质阻力增加。
  ②CO2气泡动力学特性、操作参数和吸收剂本体特性是影响CO2吸收性能的重要因素。实验结果表明:气泡体积越小以及气泡运动速率越小,越有利于CO2吸收,但气泡体积变化的影响大于气泡运动速率变化的影响;CO2吸收容量随温度升高先升高后降低,在57℃时最大;当混合气体流量增大时,吸收速率和吸收容量随之增大;随主体单元浓度的增加,吸收容量呈现先增加后减小的趋势,在主体单元为12wt%时吸收容量最大;当多孔硅基微球胺基负载量增加时,吸收容量会先增加后减小,胺基负载量为50wt%时最佳,其中负载PEI600胺基时吸收性能最佳,经过5次再生循环实验后,吸收容量仍达到首次的95%,且再生温度仅为80℃,说明其具有良好的循环稳定性和低再生能耗。
  ③水蒸气对吸收剂的化学特性和吸收性能有较大影响。实验结果表明:水蒸气能明显增加吸收剂的CO2吸收容量,但对吸收速率提升效果不明显;混合气体含湿量为90%时,反应时间接近250min时吸收容量达0.974mmol/g,约为干燥混合气条件下的2倍,但此时吸收剂仍然未达到饱和状态;随操作温度升高,虽然CO2吸收容量随之增加,但穿透吸收量qb和预饱和吸收量qs却先升高后降低,在57℃时达到最佳;随主体单元浓度增加,CO2吸收容量和qb随之增大,但qs却先升高后降低,在主体单元浓度为12wt%时最大;吸收剂中直接加入水能明显提高吸收容量和吸收速率;在90℃下经过5次再生循环实验,吸收容量是初次吸收容量的1.19倍,在首次循环再生后,其前期吸收速率加快,但后续循环没有明显变化,这说明吸收剂在含湿下具有良好的循环稳定性。
其他文献
摘 要证人拒绝作证制度是刑事诉讼中一项特殊的证据制度,它可以说是证人强制作证制度的例外。同其他的证据制度不同,它以也许会牺牲有较强证明力的证据为代价,通过保护秘密交流,促进社会中某些极为重要的社会关系,近亲属拒证权就是此制度的典型代表。在现代法治国家中,虽然对近亲属拒证权的具体规定各有特色,但均以成文法或者判例的方式承认了拒证权的价值,并在实践中得到运用,亦影响着近代发展中国家的立法。我国自古就有
期刊
核聚变能由于其具有清洁性、可再生性而成为现代社会发展最具潜力的新型能源。聚变反应装置中支撑超导线圈的首选结构材料为低活化铁素体/马氏体钢,该钢种长期在高温和强磁场的环境下服役,其组织演变受到磁场的强烈影响。因此,研究强磁场下低活化钢回火过程中基体组织和合金碳化物的形成与演变机制具有极其重要的科学意义和工程价值。
  本文在候选低活化钢化学成分(9Cr-WVTa)的基础上,为了简化复杂成分给研究带来的影响,分别设计了含有耐热元素Cr的Fe-C-Cr合金耐热钢和含有耐热元素W的Fe-C-W合金耐热钢。利
摘 要 在经济生活中,企业的民事违法行为的社会危害性远远大于个人的民事违法行为,因此,企业所应当的承担的法律责任也与个人民事违法所承担的法律责任有所不同。本文通过对企业民事违法行为的界定,从团体法与个人法差异性的视角对企业民事违法行为所承担的法律责任作一个考察与分析。  关键词 企业民事违法行为 责任承担 社会责任  中图分类号:D922 文献标识码:A    一、企业民事违法行为界定  在界定企
期刊
煤炭作为最丰富的本土能源,一直主导着中国的一次能源供应,且这一情况还将持续相当长的一段时间。我们不能不意识到,中国大约一半的煤炭消费来自于燃煤发电厂。面对越来越严格的低NO_x排放标准,空气分级和燃料分级燃烧技术被广泛地应用于煤粉锅炉。这两种技术通过营造O_2浓度很少的富燃料燃烧区域来减少NO_x的生成,而富燃料燃烧区域里还原性气氛很浓,这将导致腐蚀性含S组分,尤其是H_2S的产生,从而导致高温腐
煤炭分级分质利用是当今煤炭清洁高效利用的重要方向,它是将热解-气化-燃烧等多个过程的有机耦合过程,三塔式循环流化床(TBCFB)气化热解燃烧耦合新工艺是典型代表,但其完成一次循环需要依次经过燃烧器—旋风分离器—热解器—快速分离器—气化炉—气封床以及连接各个设备的管道,流动路径很长,致使颗粒的循环通量受到很多制约,同时多个设备之间的协调比较困难,操作难度较大。为解决这一问题,我们提出利用一个旋风热解器完成现有系统中旋风分离器、热解器和快速分离器三个单元操作设备功能的创新设计理念,其具有减少循环系统中单元设备
低温高压储氢由于其储氢密度高,可达80g/L以上,是一种非常有前景的储氢技术。根据国内外的相关研究,结合车载储氢气瓶的工作环境,对低温高压储氢气瓶进行结构设计。本文采用有限元软件ANSYS Workbench对低温高压储氢气瓶的强度和复合材料气瓶的抗疲劳性能进行了研究。本文以低温高压储氢气瓶为研究对象,通过网格理论计算出复合材料层的纤维厚度和缠绕角度,从减少纤维用量和提高气瓶极限承载能力的角度考虑
目前,旋风分离器已能够较好分离直径大于10μm的颗粒,但是,分离直径小于5μm颗粒的能力还稍显不足。这些不易被分离的细颗粒最终会通过排气管逃逸,颗粒返混逃逸是颗粒总逃逸的重要组成部分。因此,如果能清楚认识颗粒返混逃逸的原因及影响因素,将有助于指导高效率旋风分离器的设计。
  研究表明,旋进涡核(Precessing Vortex Core,简称PVC)会将已被分离至壁面的部分颗粒重新带入上行流,造成大量颗粒的返混。返混颗粒在随气体上行的过程中会再次经历分离,此过程为二次分离。因此旋进涡核和上行流的运
水力旋流器是一种紧凑高效的离心分离设备,需要一定的压力给料以实现高效分选,物料分离以后溢流出口处的桨体仍然保持了相当大的速度,其所含的动能是相当可观的,目前,这部分能量是直接耗散浪费的,如果能够将这部分能量回收储存或者循环利用起来,对于降低能耗具有非常大的意义。动能回收利用在传统意义上主要依靠动能水力发电技术,通过水轮机将水能转化为电能。应用水轮机的发电原理,设计一套于旋流器溢流管出口处安装的溢流
电解水析氢技术是可再生能源转换与存储最有前景的技术之一。为了克服析氢反应缓慢的动力学过程,提高能量转换效率,设计出高效、廉价、稳定的电催化剂非常关键。目前,贵金属铂基催化剂高昂的价格严重限制其大规模应用。过渡金属硫化物具有廉价易得和组成结构类氢化酶的特点,其中,二硫化钼(MoS2)更是是一种极具前景的铂基催化剂替代品,但是它存在着本征导电性低、基面热力学稳定、活性位点仅仅在有限的边缘、自堆积和易团聚等缺点,将其用于析氢反应仍然受到较大的阻碍。同时,电解液中反应物和产物氢气泡的传输也是影响电催化析氢速率的重
换热器作为最简单也是最重要的单元设备,在能源动力、石油、化工、食品和制药等工业生产中占有重要的地位,应用广泛。随着经济的发展,人类的能源消费量增加,换热器的换热性能成为社会各行各业的热点关注问题。为了提高换热性能,换热器的结构设计逐渐采用高强度的材料,换热管束的管壁厚度也越来越薄,这使得流致振动问题成为换热器结构设计中必须要考虑的问题。为了研究流致振动换热管束的热流固耦合特性,了解流致振动对换热特性的影响。本文利用商业软件Fluent并结合自定义函数,数值模拟了流致振动对单圆柱和双圆柱的对流换热特性的影响