固体粒子对板式膜吸收过程的传质强化

分别采用纯CO2-去离子水和不同浓度的NaOH溶液为实验体系,在板式膜器中研究了第三相固体粒子对膜吸收过程传质效果的影响．分别考察了在不同粒子种类、搅拌转速、传质体系、化学反应强度、膜孔隙率等因素下固体粒子对传质强化的影响．结果表明,随着粒子固含率的增大,传质系数和增强因子均有所提高,当粒子固含率增大到一定范围后,传质系数和增强因子的变化趋于平缓．在固含率一定的条件下,不同种类的固体粒子对膜吸收过程的强化效果随着固体粒子密度的增加而减小．传质系数随着搅拌转速的增大而增大,但高搅拌转速下固体粒子的强化作用减弱．膜吸收过程的传质系数和增强因子随着化学反应强度的增强而增加．随着粒子固含率的增大,不同膜孔隙率对传质效果的差异减小,且孔隙率越小,固体粒子对膜吸收传质过程的强化效果越好．其中,对于纯CO2-去离子水体系,当孔隙率为20％,粒子固含率为1．5gL^（-1）时,固体粒子的加入可使传质系数提高1．45倍,增强因子可达2．45．     

CO2选择性透过膜材料的制备

作为一种主要温室气体和一种重要的"潜在碳资源",CO2的分离和回收备受关注.与传统的CO2分离方法相比,膜分离技术具有不可比拟的优势.本文对近年来CO2选择透过无机膜、聚合物膜和促进传递膜等膜材料的制备方法及改性研究进行了综述,并对CO2选择性透过膜材料未来的发展进行了展望.     

HEH/EHP在中空纤维膜器中萃取钕、钐及传质研究

２－乙基己基膦酸单２－乙基己基酯（ＨＥＨ／ＥＨＰ,ＨＬ）是广泛用于稀土分离湿法冶金的有效萃取剂［１～３］．未氨化的ＨＥＨ／ＥＨＰ在中空纤维膜（ＨＦＭ）中萃取稀土元素的机理和控制模式已有报道［４,５］,但未氨化的ＨＥＨ／ＥＨＰ对轻、中稀土的萃取能力较弱...     

热致相分离聚偏氟乙烯膜接触器法高压吸收CO2过程及数学模拟

研究了膜接触器法高压吸收混合气中CO2的过程,考察水作为吸收剂时,操作压力、气体和吸收剂流量对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜脱除CO2效果的影响.通过物理传质模型得出气相、膜相和液相的传质方程式,构建了二维数学模型,并结合边界层条件和多物理场耦合分析软件(COMSOL MULTIPHYSICS)对膜接触器法高压物理吸收CO2的过程进行了模拟预测.结果表明,吸收过程中膜的润湿情况显著影响CO2传质效果;在数学模型中引入润湿率,可以较准确预测CO2的物理吸收效果.     

TiO2改性的镁基中温吸附剂及其CO2吸附性能的研究

采用沉淀法合成一系列TiO₂改性的镁基吸附剂,利用XRD、SEM和氮气吸附等方法对吸附剂进行表征,通过变温吸附-脱附动态循环实验考察其CO₂吸附性能。随着TiO₂含量的增加,样品的结晶度逐渐下降,同时由于焙烧后生成钛酸镁,样品比表面积逐渐减小。当TiO₂添加量为2%(质量分数),此时吸附剂呈直径为4.0~5.0μm的球形,局部为纳米片状结构,该吸附剂自第二次循环开始吸附能力无明显变化;经过50次变温吸附脱附循环实验后,动态吸附容量可达6.64%(质量分数),这是由于TiO₂改性后生成的钛酸镁为该吸附剂提供了刚性骨架,促进了活性组分的分散,并提高了吸附剂的稳定性。     

CaO/MgO和CaO/Ca9Al6O18同时捕集CO2/SO2的循环吸收特性

以葡萄糖酸钙与葡萄糖酸镁及L-乳酸铝为前驱物,湿法制得了四种CaO/MgO和CaO/Ca₉Al₆O₁₈吸收剂,并进行了同时捕集CO₂/SO₂的实验。考察了吸收剂种类、质量配比、SO₂浓度及煅烧温度等对吸收剂吸收性能的影响。结果表明,CaO/MgO(质量比为75%/25%)吸收剂和CaO/Ca₉Al₆O₁₈(质量比为75%/25%)吸收剂分别保持了最好的吸收CO₂能力和最好的循环稳定性。SO₂严重阻碍了吸收剂对CO₂的捕集。SO₂浓度越高,吸收剂吸收CO₂能力下降的越快,但同时吸收SO₂的转化率也越高。数次循环后,总的Ca利用率开始上升,且SO₂浓度越高,上升趋势越明显。煅烧温度对CaO/MgO吸收剂和CaO/Ca₉Al₆O₁₈吸收剂循环吸收特性的影响略有不同。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜器对钐传质性能的影响

以Ｐ５０７－煤油ＨＣｌ－Ｓｍ为实验体系,在两种聚偏氟乙烯中空纤维膜器中研究了溶胀性能、反萃酸度对基于水相的总传质系数及中空纤维膜孔径的影响,考察了料液酸度、萃取剂浓度、钐离子浓度与萃取速率的关系。获得了相应的反应级数。根据界面反应动力学,得到了速率常数值和动力学方程。     

苯-N-甲酰吗啉体系膜基吸收传质过程全微分模型研究

根据双膜理论建立了全微分传质动力学模型, 以苯-N-甲酰吗啉(NFM)水溶液体系为代表, 研究了聚丙烯PP疏水性微孔膜接触器的传质过程, 并通过理论模拟及实验考察了气液相流速、气液相进口浓度、液相N-甲酰吗啉浓度、气液流动方式及膜接触器形态对苯传质通量及去除效率的影响. 结果表明, 模拟值与实验值吻合良好, 误差控制在20%以内. 当气相流量或气相进口浓度较低时, 气相传质为控制步骤, 而随着气相流量和气相进口浓度升高, 液相流量对传质过程的影响显著增加. 传质通量随气液相流量和气相进口浓度的增大而增大. 液相进口浓度及膜丝内径的增大显著降低传质通量. 另外, 较薄的膜丝壁厚有利于传质的进行, 气液逆向流方式较同向流方式可获得更高的传质通量.     

Ni-Co/TiO2增强CO2加氢反应性能的研究

通过浸渍-沉淀法合成负载型双金属催化剂Ni-Co/TiO₂,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和氮气吸附-脱附(BET)对其晶型、形貌、组成、表面元素价态和比表面积进行表征.在CO₂加氢反应中,Ni-Co/Ti O₂催化剂在3 h反应时间内生成84.4μmol CH₄,相较于Ni/Ti O₂催化剂,其CH₄产量提高了46.3%.二氧化碳程序升温脱附(CO₂-TPD)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)测试结果证实,Co的引入能增强Ni-Co/Ti O₂对CO₂的吸附和活化,从而促进其加氢反应效率的提高.经过5次循环活性测试,Ni/Ti O₂的活性降低了20.5%,而Ni-Co/Ti O₂的活性仅仅降低了10.9%,这表明Co的引...     

Cyanex302在中空纤维膜器中萃取锌的传质动力学

锌;Cyanex302在中空纤维膜器中萃取锌的传质动力学     

双功能离子液体的合成及二氧化碳捕集性能

采用两步法合成了新型功能化离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸([C_3O_1mim][Gly]),并研究了其对CO_2的吸收性能.利用核磁共振、红外光谱及热重分析等手段进行表征,验证了该离子液体的结构,且发现其具有较高的热稳定性.对比单乙醇胺(MEA),考察了[C_3O_1mim][Gly]在不同温度下对CO_2的捕集能力,结果表明,[C_3O_1mim][Gly]在40℃下的吸收容量可达1.26 mol CO_2/mol IL,远高于MEA,这表明[C_3O_1mim][Gly]对CO_2具有良好的吸收能力,吸收容量随着温度升高而降低.该离子液体同时具有良好的循环稳定性,进行5次吸收解吸操作后仍可保持较高的CO_2吸收量.对该离子液体吸收CO_2进行了动力学研究,结果表明,Pseudo-second-order模型能够较好地描述该吸收过程.     

Improving Mass Transfer in Gas-Liquid by Ionic Liquids Dispersion

This study investigates effects of dispersed ionic liquids on chemical absorption of CO₂ in alkanolamine aqueous solution. Oil-in-water emulsion has been prepared, whose continuous phase is trethanol amine aqueous solution, and dispersed phase is an ionic liquid, 1-octyl-3methyl imidazole six phosphate fluoride. The morphololgy of dispersion has been observed by visual method. Absorption rates are linearly fitted based on experimental data. Results show that a mass transfer enhancement has been realized by ionic liquids dispersion. The collaborative action of hydrodynamic effect and shuttle effect is proved to be the main mechanism that ionic liquids dispersion enhances gas absorption. The research indicates that dispersed ionic liquids can bring some advantages, higher absorption rate, lower corrosion for equipment, and higher regeneration efficiencies.     

Na 掺杂对硅酸锂吸收CO2性能的影响

通过高温固相反应法, 在添加不同比例Na2CO3的条件下, 合成出一系列可在高温500～750 ℃之间直接吸收CO2的硅酸锂材料. 利用扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪分别观察和评价了合成材料的表面形貌与结构特征, 用热重分析仪测量了硅酸锂材料的CO2吸收性能. 实验结果表明, 通过适量Na元素的掺杂, 能够提高硅酸锂材料吸收CO2的性能, 当Na2CO3的添加量x=0.02时, 合成的硅酸锂材料在CO2气氛下, 于700 ℃恒温保持约15 min即可达到吸收平衡, 材料的吸收量为(46±0.6)%(w), 与未经掺杂的材料相比, 吸收容量有所提高. 此外, 气氛中CO2的浓度对材料吸收CO2的速率有较大影响.     

湿润率对疏水性膜接触器传质性能的影响

根据双膜理论提出了疏水性膜湿润机理,关联了阻力层方程、Laplace方程和膜孔径分布函数,建立了新型传质数学模型,采用PP疏水性微孔膜、水和MDEA(N-甲基二乙醇胺)水溶液为吸收剂,研究了膜接触器吸收CO₂传质过程,考察了压差、表面张力和温度等因素所产生的湿润率对传质性能的影响.结果表明,用新型模型能较准确地预测湿润率对传质系数的影响,模型值与实验值符合较好;压差、表面张力和温度对湿润率影响较大,是膜接触器传质过程需要考虑的因素.     

影响Li2ZrO3在高温下吸收CO2的因素

于不同条件下合成了一系列用于在高温下吸收CO2的Li2ZrO3材料.用扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）分别观察和评价了合成材料的表面形貌与结构特征,使用热重分析（TG）仪研究了Li2ZrO3材料吸收CO2的性能.实验结果表明,合成温度影响材料的结构和表面性质,从而影响材料吸收CO2的性能,在800 ℃合成的Li2ZrO3材料吸收CO2的性能比较好,合成温度过高或过低都不利于材料吸收CO2.同时,气氛中CO2的含量也影响材料吸收CO2的速度,在CO2体积百分含量比较高的条件下,材料吸收CO2的速度较快.此外,本研究不进行任何元素的添加即可合成出吸收性能比较好的Li2ZrO3材料.     

Theoretical Study on the Mass Transfer of Metal Ions in Ion Exchange Process

The kinetics of ion exchange between Ca2 , Mg2 , Co(Ⅱ), Cu(Ⅱ),Ni(Ⅱ), Fe(Ⅲ), y3 or Sm3 , respectively, in 0.50 mol/L HC1 and H on macrorecticular sulfonic ion exchange resin and the kinetics of the same reactions (M -H exchange) when Mn(Ⅱ) coexisted in resin phase as accelerating ion were studied. The accelerating effect manifested and its rule are consistent with the accelerating effect theory based on the concept concerned with adsorption electrical double layer which has been suggested in a previous paper published.     

CO2在非质子溶剂与铁基离子液体复合体系中的吸收

选用非质子型有机溶剂聚乙二醇二甲醚(NHD)与N, N-二甲基乙酰胺(DMAC), 分别与BmimFeCl₄复配, 构建了BmimFeCl₄/NHD和BmimFeCl₄/DMAC复合铁基离子液体体系. 考察了温度、 BmimFeCl₄/溶剂的质量 比以及压力对CO₂在复合铁基离子液体体系中溶解行为的影响. 结果表明, 高压低温的吸收条件更利于CO₂ 的溶解, 当BmimFeCl₄/DMAC质量比为7∶3时, CO₂在BmimFeCl₄/DMAC复合体系中的亨利系数为0.9181 MPa·L·mol^-1, 低于同等条件下BmimFeCl₄/NHD体系的亨利系数. 在常压、 363.2 K条件下进行再生, 经5次循环后, CO₂在BmimFeCl₄/NHD和BmimFeCl₄/DMAC中的溶解度分别为初次吸收量的92.53%和99.04%. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果表明, 铁基离子液体复配体系吸收CO₂为物理吸收过程. 密度泛函理论(DFT)计算与IRI分析的结果表明, 在复配DMAC的体系中, CO₂更倾向与阳离子和溶剂分子作用, 而在复配NHD的体系中, CO₂则更容易与阴离子和溶剂分子作用.     

析气电极的传质过程研究

采用指示离子法研究了析气电极的传质过程。在Ｎｉ／ＫＯＨ体系中发现：ｌｇδ和ｌｇｉ的曲线斜率对于氢气泡为０．２８７，对于氧气泡则为０．５８３。用激光衍射法和激光多普勒法（ＬＤＡ）获得的气泡大小及气泡上升速度数据检测了析气电极传质过程的流体动力模型及渗透模型。结果表明，因析气效应产生的传质强化现象的机理一般不是单一的。