【摘 要】
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燃烧后CO2捕获对减轻温室气体排放引起的全球变暖效应有着重大的意义,目前工业中应用的燃烧后捕获方法主要是化学溶剂吸收法（特别是胺吸收法）。传统胺溶液存在解吸能耗大等问题,因此寻求新型化学吸收剂极为重要。近年来大量研究发现相变吸收剂能有效降低CO2捕获中CO2解吸和胺再生的能量消耗,寻找新型性能良好的吸收剂对于相变吸收剂在CO2捕获中的应用有重要意义。研究发现环丁砜基相变吸收剂能够有效降低CO2捕获
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燃烧后CO2捕获对减轻温室气体排放引起的全球变暖效应有着重大的意义,目前工业中应用的燃烧后捕获方法主要是化学溶剂吸收法（特别是胺吸收法）。传统胺溶液存在解吸能耗大等问题,因此寻求新型化学吸收剂极为重要。近年来大量研究发现相变吸收剂能有效降低CO2捕获中CO2解吸和胺再生的能量消耗,寻找新型性能良好的吸收剂对于相变吸收剂在CO2捕获中的应用有重要意义。研究发现环丁砜基相变吸收剂能够有效降低CO2捕获能耗,但是存在着相变负载点低、粘度大、传质差等问题。主要研究内容如下:（1）本文开发了一种新型环丁砜基混合胺体系吸收剂—环丁砜/MEA/EAE体系,并对其吸收解吸综合性能及相变行为进行了详细的实验研究。考察了不同配比对环丁砜/MEA/EAE体系相变负载点的作用规律,发现随MEA/EAE配比降低,相变负载点不断增大。CO2相变负载点的范围为0.2-0.47mol/mol,当吸收剂中不含MEA时不发生相变行为。另外,对不同配比环丁砜/ME A/EAE体系的相变行为、吸收性能和解吸性能进行了研究,筛选出最佳配比为5M/3M/2M。该体系具有较高的相变负载点（0.32mol/mol）、解吸速率和CO2解吸量,与传统胺溶液相比可节约大量能耗。在一定程度上解决了环丁砜基相变吸收剂相变CO2负载点低导致其传质性能差的问题。（2）为了进一步突破环丁砜基相变吸收剂相变负载点低的难题,基于构效关系开发了一种新型环丁砜基仲胺吸收剂—环丁砜/2-甲基氨基乙醇（MAE）溶液。本文研究了不同环丁砜/MAE配比对其吸收解吸性能及相变行为的作用规律,结果表明其与环丁砜/MEA体系相比,最佳配比的4M/5M环丁砜/MAE溶液具有较高的相变负载点（0.42mol/mol）和较优的吸收解吸性能。利用NMR技术探究发现上层为富CO2层,成分主要为胺,几乎不含环丁砜;此外研究了温度对环丁砜/MAE体系吸收和解吸性能的影响,实验结果显示,较低温度（从110℃到120℃）对于脱除CO2和能耗节约是有利的。最后,对比研究了 4M/5M环丁砜/MAE体系与5M ME A、5M MAE以及5M/4M环丁砜/ME A体系的吸收解吸性能。与传统5M MEA溶液相比,4M/5M环丁砜/MAE体系可节省约60%的CO2解吸能耗,而CO2解吸量与5M MEA和5M MAE体系相似。
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