复合胺砜溶液对SO_2/CO_2/NO_x吸收工艺的实验研究

本文在微型鼓泡床实验系统中选用N-甲基二乙醇胺和二甲基亚砜的复合胺砜溶液,对SO_2、CO_2和NO_x进行同时脱除。在前期研究已取得最佳溶液配比的基础上,进一步研究烟气流量、反应温度以及溶液pH值对各组分脱除率的影响规律;综合分析得200 ml的复合溶液对流量为1 L/min的烟气的综合脱除效果最好,最佳的系统反应温度为40℃;而溶液pH随反应进行而降低,溶液初始pH值越高则对气体组分的吸收效果越好。     

复合胺砜溶液同时吸收并分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验研究

在同一系统中联合脱除CO_2/SO_2/NO_x并实现溶液的解吸再生,不仅能够减少气体污染物的排放,而且具有系统简单、经济性高等优点。自行设计了同时吸收一分部解吸CO_2/SO_2/NO_x循环实验系统,以N一甲基二乙醇胺和二甲基亚砜配制成的复合胺砜溶液为吸收剂,在不同解吸温度和解吸气液比条件下,考察了富液中各组分的解吸情况,确定了CO_2和NO的最佳解吸条件。在整体循环实验中,考察了系统的可行性和稳定性,并考察不同浓度溶液的吸收、解吸特性。在整体循环实验中,实现了CO_2、SO_2、NO、NO_2的同时吸收和CO_2、NO的分部解吸,各组分的吸收速率逐渐减小,解吸速率逐渐增加,最终吸收一解吸达到平衡,平衡时吸收、解吸速率与吸收液浓度无关。     

胺溶液吸收CO_2的量子化学分析

胺溶液吸收燃煤电厂烟气中CO_2是目前减少CO_2排放的有效技术途径。采用真实溶剂似导体屏蔽模型COSMO-RS结合密度泛函理论DFT预测了多种伯胺和仲胺溶液的pK_a值,计算中采用了不同的密度泛函和基组方法,表明在BLYP/TZP方法下得到的pK_a值与已有实验值符合最好。在BLYP/TZP方法下计算了各组分的吉布斯自由能,评估了胺溶液吸收CO_2后溶液中氨基甲酸离子与碳酸氢根离子的比率。此外,通过液相状态下的DFT计算研究了氨甲基丙醇(AMP)溶液吸收CO_2过程中碳酸氢根离子生成的反应机理,结果表明碳酸氢根离子更有可能是由胺、H_2O和CO_2直接反应生成,而不是由氨基甲酸离子水解生成。     

功能离子液体复配溶液吸收CO_2性能研究

采用酸碱中和一步法制备出四甲基铵甘氨酸([N1111][Gly])功能离子液体,并进行~1H NMR和TGA表征。通过[N_(1111)][Gly]与单乙醇胺(MEA)水溶液复配成混合吸收剂,研究了不同复配浓度、温度、压力对CO_2的吸收性能的影响。结果表明;在MEA溶液中添加[N_(1111)][Gly]功能离子液体可以提高吸收CO_2的速率,在本文采用的5种吸收剂中,0.3mol·L-[N_(1111)][Gly|与0.7 mol·L~(-1)MEA复配形成的吸收剂具有较高的吸收容量和较大的吸收速率。温度升高,混合吸收剂吸收CO_2的速率增加,但平衡时的吸收容量减小。混合吸收剂的CO_2吸收速率和吸收容量均随压力的升高而增加。     

非水醇胺溶液吸收CO_2的微观分析

工业生产中排放的大量CO_2引起了环境问题,使得从烟气中捕集CO_2成为研究热点。传统的醇胺水溶液吸收方法吸收效率高,但再生能耗高。非水醇胺溶液不仅具有较高的吸收性能,同时再生能耗也低。本文采用从头算法中的密度泛函理论研究分析了单乙醇胺(MEA)与CO_2分子在水和甲醇不同溶剂化效应下的化学反应过程。结果表明,在溶剂不参与反应的条件下,不同的溶剂化作用对化学反应路径影响较小,但相应基元反应的能量变化略有不同。与水相比,在甲醇的溶剂化作用下反应的内禀反应坐标能垒较低,CO_2分子更易被MEA吸收解吸。     

化学吸收CO_2捕获的降耗研究

本文分析了以K_2CO_3为吸收剂的CO_2分离与压缩流程,并基于关键参数对整个脱碳系统能耗影响,提出了一种新型的脱碳流程方案。该改进方案针对影响系统能耗的主要参数,将富液分为两股分别在两个不同压力的再生塔中分离CO_2,同时运用能量集成的思想将余热进行了高效利用,实现了富液分流的低能耗解吸。本文借助了Aspen Plus软件对改进方案进行了系统能耗分析,优化了主要参数。综合了多方面的影响,在捕获率92%的前提下,改进方案得出了最优系统再生能耗37.84 kJ(折合功)/mol,相比改进前能耗47.16 kJ(折合功)/mol降低了19.77%,为火电厂低能耗CO_2捕获提供了新方法 。     

纳米TiO_2颗粒强化CO_2吸收的研究

本文研究了纳米TiO_2颗粒对碳酸丙烯酯(PC)吸收CO_2的影响,并基于输运机理、微对流机理,建立了三维非稳态多粒子双机理模型对实验结果进行预测。研究表明:纳米流体的黏度随着颗粒纳米颗粒粒径越小,增强因子越大固含量的增大而增大;增强因子随着颗粒固含量的增大先增大后减小,存在最佳固含量;颗粒固含量较小时,相同固含量,纳米颗粒粒径越小,增强因子越大;颗粒固含量较大时,相同固含量,纳米颗粒粒径越大,增强因子越大;随着纳米颗粒粒径的增大,最佳固含量逐渐增大;模型计算值与实验值符合的较好,模型可以预测实验结果。     

空分纯化系统中CO_2与H_2O的吸附传质研究

空气预纯化系统中,为了更好地设计吸附器并保证纯化系统的安全运行,必须进行传质区长度和透过曲线的计算。本文基于透过曲线法,实验研究空气各组分浓度、入口温度、流量及竞争吸附等多因素耦合作用下,CO_2与H_2O在纯化器上的动态吸附特性。结果表明,空气各参数变化均会对CO_2在13X分子筛上吸附传质过程造成一定影响,其中空气入口温度是影响13X分子筛上CO_2传质区长度的最显著影响因素;空气中CO_2浓度对13X分子筛上CO_2传质区长度的影响呈负相关,而H_2O浓度对活性氧化铝上H_2O传质区长度的影响呈正相关,两者呈相反趋势。     

CO_2跨临界循环耦合绝热吸收型两级溶液除湿系统性能分析

本文提出了CO_2跨临界循环耦合绝热吸收型两级溶液除湿系统,直接使用跨临界循环压缩机高温排气再生LiCl溶液,充分利用了跨临界循环排气温度高和温度滑移大的特点。本文使用LiCl溶液作为除湿剂,建立了复合系统的热力学模型,分析得到可用排热的温度滑移范围为120～50℃。耦合系统能够实现温湿度独立控制,跨临界循环的蒸发温度得到明显提高。一级除湿器除湿量占比与湿空气入口含湿量呈单调递增关系。一级除湿器进口LiCl溶液温度降低、浓度增大,能够提高溶液除湿循环的性能系数。耦合系统的可用排热与蒸发温度密切相关,存在一个临界蒸发温度使得可用排热满足系统再生需求。对比CO_2跨临界循环冷却除湿,在相同除湿量下,使用本文耦合系统进行除湿,跨临界循环的COP提高5.6%,压缩功减少29%。     

连续波差分吸收激光雷达测量大气CO_2

研制了一套接收硬目标回波的差分吸收激光雷达系统以用于全天候监测大气CO2浓度变化.系统采用10和12 kHz正弦波分别对处在CO2吸收峰内和吸收峰外的波长进行强度调制,利用单频检测技术提取回波信号.提出了一种利用激光扫频推算系统精度的方法,从而弥补了长期以来只能在理论上计算差分吸收激光雷达系统精度的不足,给实际系统自定标问题提供了一种解决方案.该系统采用全光纤结构,结构可靠,便于移动.利用此系统获得了上海市多天CO2浓度变化曲线,在450 m的积分路径长度上,1 s的积分时间取得了优于3.39×10-6的测量精度.     

选支CO—CO_2复合激光器的研究

本文首次报道了一种新型的室温封闭的选支CO-CO_2复合激光器及其工作特性.从5.2～6.3μm和9.2～10.8μm.光谱区获得近二百条激光谱线,强线功率分别达2.5W(CO)和10W(CO_2).并讨论了复合激光器中CO和CO_2分子的激发过程.     

CO_2化学吸收技术的模拟及环境影响评价

本文采用二乙醇胺(DEA)作为化学吸收剂,通过流程模拟工具Aspen plus对电厂烟道气的CO_2捕集过程进行模拟,分析各个关键参数对系统性能的影响。最后利用MATLAB软件构建了三种模型,对CO_2捕集技术的环境影响进行评价。结论表明:升高吸收溶液温度会减少DEA溶剂损失,降低再沸器热负荷,不过提高溶液温度会消耗额外的能量;当吸收溶液质量分数为0.25时,再沸器消耗的等效功最少;在轮船运输场景下,当泄漏因子取0.05时,其有效排放因子大于参考电厂的排放因子,CCS技术在减缓气候变暖中不会起到作用.     

拉曼光谱研究高温高CO_2-H_2O溶液的结构与性质

采用透明管式高压腔技术开展CO2-H2O体系在0~260℃,120 MPa下的原位Raman光谱研究。实验结果表明:(1)200℃以下,CO2对水的O—H伸缩振动带影响微弱;而200℃以上,CO2造成水峰蓝移,且蓝移程度CO2浓度的增加而增大;(2)CO2气体在80℃之上的两个热带明显增强。这些数据解释了高温CO2显著增加溶液的摩尔体积CO2溶解度随着温度的升高而迅速增大的原因。     

传热传质分离的绝热吸收过程实验研究

根据传热传质分离的吸收形式,设计加工了一台溴化锂绝热降膜吸收的实验装置,对溴化锂水溶液在倾斜平板上对水蒸气的吸收特性进行了实验研究,分析了预冷却温差、溶液流量及平板倾角对吸收过程的影响。实验结果表明:预冷却温差、溶液流量及平板倾角越大,溴化锂溶液对水蒸气的吸收效果越好,并认为吸收过程可以分成三个步骤,另外就热质分离吸收器的设计过程中的溴化锂溶液的最小速度提出建议。     

CO_2激光器光学零件——吸收的主要作用

工业用高功率 CO_2激光器的性能取决于光学零件,而光学零件的性能又是由吸收决定的,因为吸收所产生的过多热量会降低光学零件的性能,最终导致光学零件损坏。为使 CO_2激光器光学零件保持最佳的性能和最长的寿命,我们应如何来选择它们呢?     

Ag-SiO2复合薄膜形貌和吸收特性的研究

通过分层镀膜的方式制备Ag和SiO2的分层结构,经过快速热退火后,Ag颗粒扩散到复合薄膜的表面附近.通过改变Ag颗粒扩散的距离(SiO2的膜厚),可很好地控制Ag颗粒在复合薄膜表面附近的大小,浓度和形貌,进而对共振吸收特性产生影响.在实验中,根据Ag颗粒扩散的长度来调节退火的时间.发现经过足够长的时间(17.5 min)后,Ag颗粒会形成平行于衬底的平面团簇.由于Ag原子在平面团簇之间容易扩散,使得Ag颗粒的粒径平均值变小并趋于某一特定的半径,且粒径分布范围变小,导致吸收谱发生蓝移,吸收带变窄,且强度增加.     

溶液晶体生长动力学机理研究近况

一、引言晶体生长动力学是晶体生长理论研究的中心课题之一．它是根据结晶过程中结晶基元（原子、分子或原子团）的相互作用规律,通过对生长率和过饱和度曲线及有关实验资料的分析,探讨生长过程的微观机理．生长机理研究可追溯到上世纪后半叶的Ｗ．Ｇｉｂｂｓ－Ｐ。Ｃｕｒｉｅ表面能理论以及此后发展的Ａ．Ｎｏｙｅｓ－Ｗ．Ｎｅｒｎｓｔ扩散层理论,Ｍ．Ｖｏｌｍｅｒ的吸附层理论．早期的生长理论,虽然涉及到一些动力学理论?...     

溶液相靛蓝分子结构动力学研究

靛蓝是从木蓝植物中提取出来的常用有机染料,广泛应用于染色工艺以及绘画。靛蓝最迷人之处不是其明亮的蓝色而是其极好的光稳定性。本工作利用稳态红外光谱测量和量子化学计算,研究了靛蓝分子在DMSO溶液相中的多种结构,发现在中等浓度下靛蓝可以单体,二聚体等寡聚体共同存在。进一步以NH的伸缩振动为探针,利用时间分辨的可见泵浦-红外探测光谱手段,结合含时密度泛函理论计算,我们研究了靛蓝分子在激发态时的振动特征及其结构动力学。实验和计算结果有助于理解靛蓝分子光稳定性的分子机制。     

离子液体-MEA混合工质平板降膜吸收CO_2

设计了CO_2降膜吸收反应器,对比了四种工质20%MEA、20%IL、5%IL+15%MEA、10%IL+10%MEA吸收CO_2性能。结果表明:工质5%[N_(1111)][Gly]+15%MEA每摩尔胺吸收的CO_2量最大,且其CO_2吸收能力被完全利用程度高达89.0%。选取5%[N_(1111)][Gly]+15%MEA为吸收剂,考察了液体流量,液体温度,气体流量,气体进口CO_2浓度对5%[N1111][Gly]+15%MEA吸收剂降膜吸收性能的影响.结果表明:吸收速率随液体流量先增加之后下降,随液体温度、气体流量及气体进口CO_2浓度的增加而增加.     

TDLAS直接吸收法测量CO_2的基线选择方法

本文基于可调谐半导体激光吸收谱线(TDLAS)技术的直接吸收测量,选用中心工作波长为1 580 nm的DFB激光器,在室温及大气常压条件下检测了模拟烟气中的CO_2浓度;采用去峰拟合法和纯N2线拟合法获得基线后反算出了CO_2的浓度,并将反算结果进行了对比。结果表明:采用纯N2线拟合法反算出的浓度的最大相对误差为2.64%,均方值为1.69%;采用去拟合法反算出的浓度的最大相对误差为9.81%,均方值为7.81%。以纯N2吸收谱线作基线的纯N2线拟合方法反算出的浓度的准确度较高,可以为CO_2浓度测量的基线选择提供参考。