膜吸收-再生循环技术捕集CO_2操作性能及其参数优化研究

采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)+哌嗪(PZ)复合溶液作为捕集CO2吸收剂,研究了膜吸收-再生循环装置的操作性能,考察了气液流量、吸收剂浓度和再生电压等因素对捕集率和传质通量的影响,采用正交实验方法,优化操作条件,确定最佳操作方案。结果表明,气体流量对捕集率的影响明显大于液体流量的影响;气体流量增大对传质通量影响不明显;吸收剂浓度的增大使传质通量迅速增大,但大于一定值时通量不再增大;正交实验得出最佳操作条件为液体流量110 mL/min、气体流量0.65 L/min、吸收剂总浓度2.5 mol/L和再生电压210 V,捕集率大于95%,传质通量维持在5.86×10-4mol/(m2.s)。     

无机盐活化剂一氨基酸盐基溶液捕集温室气体CO2

将无机盐K3PO4、K2HPO4和KH2PO4作为活化剂,分别添加于氨基乙酸盐溶液中,形成CO2活化吸收剂,采用膜接触器-再生循环装置,评价和比较了氨基乙酸盐和活化吸收剂捕集CO2的性能,研究了活化剂的浓度、气液流速等因素对总体积传质系数、传质通量和捕集率的影响。结果表明,磷酸盐活化剂在氨基乙酸盐吸收剂中,对CO2的捕集均产生影响,活化效应存在PO4^3-〉HPO4^2-〉H2PO4^-的规律;添加少量活化剂的作用比添加较多量的活化作用大;活化吸收剂的捕集率明显大于非活化吸收剂;膜吸收流体力学状态的改变,能够改善膜接触器传质性能,增大传质通量,但增大的程度有限。     

微藻生物固碳技术进展和发展趋势

大气中CO2含量升高是导致温室效应的主要原因,因此,减少CO2的排放和积累是解决全球气候变暖的重点.传统的CO2减排方法包括捕集(capture)和储存(storage),涉及化学吸附、物理吸收、膜分离和低温蒸馏等一系列物理化学方法,但其均存在成本高和不可再生等缺点.通过种植或养殖生物质可以捕集CO2.微藻生长周期短、光合效率高,其CO2固定效率为一般陆生植物的10~50倍;同时微藻生长速度快,能利用不可耕地,具有广阔的发展前景.本文概述了适用的藻种及所能达到的CO2固定效果,分析了光生物反应器类型、光照强度、光周期、温度、pH、CO2浓度、CO2吸收效率、气体传质效率和营养需求(包括来自市政和工业农废水中的N、P等营养)等多种因素对微藻固碳效果的影响.最后,对微藻固碳的实际应用和经济可行性进行了评估,展望了微藻固碳技术的发展和应用前景.     

醇胺分子结构及其CO2捕集能力

研究了一乙醇胺及其衍生物的非环状醇胺的分子结构与其吸收捕集CO2性能之间的关系．通过实验测定了在313．15K和393．15K两个温度下,CO2分压从1kPa到700kPa条件下,CO2在不同醇胺水溶液中的溶解度,分析研究了羟基与烷基间的链长、取代烷基位置、氨基上烷基链数目及烷基羟基链数目、羟基位置和两个羟基的影响．结果表明,不同分子结构的醇胺水溶液对CO2的吸收能力有明显差别．根据CO2的捕集分离要求,选择合适的溶剂,可大幅度提高溶剂的CO2捕集能力．     

等离子体耦合催化焦油脱除同时生物质燃气甲烷化性能研究

以含甲苯的模拟气化燃气(SGG)为对象,在介质阻挡放电耦合Ni/γ-Al2O3反应器上开展同时甲苯脱除及SGG甲烷化实验研究。考察了反应温度、H2/CO比、H2O添加的影响。结果表明,等离子体耦合催化可在400℃实现高效的同时甲苯脱除与SGG甲烷化。H2/CO比为3.2时,甲苯脱除率与焦油脱除率可达100%和97%,CO转化率与CH4选择性可达88%和97%,甲苯脱除与SGG甲烷化过程能量效率可达9.7 g/(kW·h)和17.3 mol/(kW·h)。高H2/CO比与H2O添加可促进甲苯脱除和SGG甲烷化,降低催化剂积炭量并提升积炭石墨化程度,其中,高H2/CO比还可提升SGG热值,获得高甲苯脱除及SGG甲烷化过程能量效率;而H2O添加会降低热值且难获得高CH4选择性,同时不利于SGG甲烷化过程能量效率的提升。此外,SGG甲烷化会抑制甲苯的脱除,而甲苯因浓度较低对甲烷化过程的影响较小。     

润湿剂促进燃煤细颗粒声波团聚脱除的实验研究

在声波团聚室中研究了润湿剂液滴与细颗粒碰撞团聚脱除特性,提出了一种利用润湿剂促进细颗粒在声波场中捕集的新方法。结果表明,不同润湿剂溶液对细颗粒在声波场中的团聚脱除效果存在较大差异,采用JFC和FS-310润湿剂溶液时,细颗粒分级脱除效率与采用水时的分级脱除效率相近。而SDS和Silanol w22溶液,则可有效提高细颗粒在各粒径段的分级脱除效率。细颗粒在声波场中的脱除效率与润湿剂润湿性能具有很好的相关性,随润湿剂对细颗粒相对接触角增大而降低,在声压级为150 dB时,相对接触角由83°降低到0°,细颗粒脱除效率提高了18%,在无声场作用下,脱除效率仅提高了5%。细颗粒脱除效率随声压级的增大而提高,在低声压级条件下,添加润湿剂可有效提高细颗粒脱除效率,声压级在130 dB时,添加SDS溶液液滴后细颗粒脱除效率比声场单独作用时的脱除效率提高了25%。表明添加润湿剂可有效提高细颗粒在声波场中的团聚脱除效率,实现在低声压级条件下,获得高的细颗粒脱除效率。     

咪唑啉衍生物缓蚀剂对碳钢在CO2盐水中的缓蚀机理

采用极化曲线和交流阻抗研究新合成咪唑啉衍生物缓蚀剂对碳钢在饱和CO2盐水中的缓蚀性能和机理. 计算了缓蚀效率和热力学参数. 缓蚀效率随着缓蚀剂浓度增大而增加, 但随着温度增加先增加后降低. 咪唑啉衍生物在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温式. 电化学结论由量子化学计算补充说明.     

凹凸棒黏土对燃煤PM2.5排放及团聚捕集特性影响

在固定床反应系统上考察凹凸棒黏土对燃煤可吸入颗粒物PM_2.5的排放及团聚捕集特性影响,分析凹凸棒黏土添加量以及添加凹凸棒黏土情况下燃烧气氛、燃烧温度和钙硫物质的量比等参数对燃煤PM_2.5的数量浓度、质量浓度以及团聚捕集率的影响规律。结果表明,煤燃烧过程中添加凹凸棒黏土可以显著降低PM_2.5排放浓度,凹凸棒黏土的添加量不宜超过3%(质量分数);空气气氛下燃烧产生的PM_2.5多于O₂/CO₂气氛;随着钙硫物质的量比的增大,PM₁的质量浓度减小,但PM_1~2.5的质量浓度增大,颗粒物的粒径有向更大粒径转移的趋势;燃烧温度的升高会促进PM_2.5各粒径范围颗粒物的生成,降低了凹凸棒黏土对PM_2.5团聚捕集率。     

Fe~(2+)协同热活化过一硫酸氢钾盐诱导自由基脱除NO的研究

在气液撞击流反应器中,研究了Fe~(2+)协同热活化过一硫酸氢钾盐诱导自由基脱除模拟烟气中的NO。考察了主要工艺参数(溶液温度、Fe~(2+)浓度、过一硫酸氢钾盐浓度、溶液pH值、NO入口浓度)对NO脱除效率的影响。分析检测了反应产物和自由基。基于不同系统的对比研究、反应产物检测和活性自由基的捕获,揭示了NO脱除过程的机制和反应路径。结果表明,提高溶液温度、Fe~(2+)浓度和过一硫酸氢钾盐浓度均提高了NO的脱除效率,而提高溶液pH值和NO入口浓度均降低了NO的脱除效率。Fe~(2+)和热对活化过一硫酸氢钾盐产生自由基有显著的协同效应。自由基氧化是NO脱除的主要路径,而过一硫酸氢钾盐直接氧化是次要的脱除路径。Fe~(2+)和热的协同活化体系具有比其他体系高得多的NO脱除率。     

高浓度CO中微量CO2的脱除

采用流动体系、管式反应器、气相色谱分析法对高浓度CO气体中微量CO_2气体的脱除进行了考察,筛选出了最佳脱除剂并肯定了它的寿命及各种因素的影响。实验结果表明,脱除剂的脱除能力与CO_2起始浓度成正比。CO_2起始浓度较高时,CD-Rcm-1是最佳脱除剂;CO_2起始浓度较低时,CD-Rem-4,CD-Rem-5是最佳脱除剂。脱除压力对脱除能力影响较大。再生次数对脱除能力影响不显著。活化或再生的温度不低于300℃时,对CD-Rem_4和CD-Rem-5的脱除能力影响甚小。