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文档简介

二氧化碳的吸收方法及机理研究研究背景在众多CO2捕集技术中，化学吸收法的

CO2

脱除效率高、工艺成熟、烟气适应性好，是现阶段燃煤和燃气电厂等大型固定排放源捕集CO2

的主要技术路径，国内外已开展了不同规模的示范工程项目。有机胺溶液是常用的吸收剂，如乙醇胺(monoethanolamine，MEA)溶液(30%)。但工艺运行能耗高、设备投资成本高，限制了该技术工业化应用。开发低能耗吸收剂是该技术目前的研究方向之一，新型吸收剂包括混合胺、离子液体、两相、少水胺吸收剂等。其中，两相吸收剂具有大幅度降低再生能耗的潜力，受到国内外学者广泛研究。2

论文所解决的问题及意义本文介绍了两相吸收剂用于CO2捕集的典型工艺流程，综述两相吸收剂的研发现状及其CO2捕集性能，包括吸收速率、再生能耗、分相特性、分相机理、降解及挥发性等，分析了两相吸收剂的分相特性对CO2捕集工艺的影响，以期为新型低能耗两相吸收剂开发、中试试验、工业应用提供指导。3

论文重点内容（1）两相吸收剂化学吸收CO2捕集工艺与传统MEA工艺（图1）不同的是，两相吸收剂捕集CO2过程中，发生液液分相。根据分相条件，两相吸收工艺可分为加热分相、吸收分相和再生后分相3种工艺（图2-4）。其中，目前报道的两相吸收剂主要适用于CO2吸收后分相工艺（图3）。

图1

用于燃煤烟气CO2捕集的传统MEA工艺流程图

图2

CO2吸收后加热分相工艺流程图图3

CO2吸收后分相工艺流程图图4

再生后分相工艺流程图（2）两相吸收剂两相吸收剂由活性胺和分相剂组成，活性胺为反应速率较快的一级胺，分相剂为反应速率较慢的三级胺或物理溶剂。根据分相剂不同，两相吸收剂可分为混合胺型、物理溶剂型两类，如表1、2所示。（3）两相吸收剂黏度两相吸收剂的黏度高(图5左坐标)，导致贫富液换热器的换热效率下降(图5右坐标)。

图5

50℃、CO2吸收饱和条件下，不同吸收剂的黏度和换热系数（4）两相吸收剂的挥发、降解与腐蚀两相吸收剂的混合胺的挥发性普遍较高，两相吸收剂的有机胺的热降解占比(40%~70%)较高，有机胺在混合胺中较单一胺体系降解速率明显提高，但降解机理尚不明确。图6

CO2吸收后分相工艺流程图图7

再生后分相工艺流程图4

结论本文综述了目前主流的两相吸收剂、工艺及其分相机理，得出以下结论：1）混合胺型两相吸收剂CO2循环负荷较高，吸收速率较快，再生能耗可降低至1.8~2.4GJ/tCO2，下一步有望实现中小型工业示范验证。2）物理溶剂型两相吸收剂的分相特性稳定，高沸点溶剂的挥发损失小。3）富液相黏度剧增，影响贫富液换热器及再生能耗，提出修正方法。4）混合胺两相吸收剂较单一胺体系降解速率明显提高，物

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