CO2-醇胺水溶液表面張力的實驗和模型研究.pdf

1、溫室效應日益嚴重，而CO2作為主要溫室氣體，各國對CO2的減排越來越重視。我國作為全球最大的煤炭生產(chǎn)和消費國，以煤炭為主的能源消費結構導致CO2大量排放。CO2的捕集方法很多，在天然氣和煉廠氣CO2分離方面，化學吸收法中的醇胺法居于主導地位。醇胺法具有技術成熟、吸收量大、成本低等優(yōu)點，是當前CO2捕集的主要方法，特別是MEA吸收方法已在國內多家火電廠獲得示范應用。MDEA-PZ復配醇胺吸收液由于在吸收容量、吸收速率和設備腐蝕等方面都具有

2、優(yōu)勢，在火電廠CO2捕集領域具有較大的應用前景。
　　 表面張力是控制氣-液傳質過程的重要參數(shù)，對CO2吸收效果具有重要影響。但吸收液的表面張力實驗數(shù)據(jù)和計算模型均較為缺乏。本文結合實驗測定和理論計算，系統(tǒng)研究了293.15～323.15K溫度范圍內具有不同CO2載荷的MEA-CO2-水及MDEA-PZ-CO2-水體系的表面張力。
　　 1.MEA-CO2-水體系
　　 MEA的質量分率分別為0.1、0.2和0.

3、3。根據(jù)Weiland等的方法配制具有不同CO2載荷的MEA-CO2吸收液，并在293.15～323.15K溫度范圍內對其表面張力進行實驗測定，提出了適宜表達此類體系表面張力的半經(jīng)驗模型，計算結果與實驗值吻合良好。闡明了溫度、MEA濃度和CO2載荷對MEA-CO2-水體系表面張力的影響規(guī)律。結果表明：
　　 (1)當MEA-CO2-水溶液中MEA質量分率w一定時，隨著溫度的上升，體系表面張力呈下降趨勢；
　　 (2)給定

4、溫度和給定MEA質量分率條件下，吸收液表面張力隨CO2載荷α的上升而單調上升，并呈現(xiàn)為α的二次函數(shù)的關系；
　　 (3)吸收液表面張力隨α的變化趨勢與吸收液中剩余MEA質量濃度及CO2載荷（或生成的總離子濃度）密切相關。MEA質量濃度的上升將導致體系表面張力下降；而α或離子濃度的上升將導致表面張力上升。研究表明，MEA質量分率對表面張力的影響比α或總離子濃度更顯著。
　　 2.MDEA-PZ-CO2-水體系
　　

5、 MDEA質量分率分別為0.118、0.236、0.354，PZ質量分率分別為0.021、0.042、0.063、0.084。同樣根據(jù)Weiland等的方法配制具有不同CO2載荷的MDEA-PZ-CO2吸收液，并在293.15-323.15K溫度范圍內對MDEA-PZ-水溶液及系列待測吸收液的表面張力進行實驗測定，提出了適宜表達此類體系表面張力的理論模型，計算結果與實驗值吻合良好。闡明了溫度、醇胺濃度和CO2載荷對MDEA-PZ-CO2