课题基金 / 基金详情

填料塔内新型复配胺体系吸收CO2过程化学反应耦合传质性能的研究

批准号:
21706057
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
28.0 万元
负责人:
高红霞
依托单位:
学科分类:
传递过程
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
凌浩、廖慧英、高歌、伍泽阳

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
化学吸收法是目前最适合捕集回收燃煤电厂烟道气中二氧化碳的捕获技术。然而,单一有机胺溶液分离二氧化碳存在吸收速率快与再生能耗低不能共存的科学问题。为实现胺溶剂高效且低能耗捕集回收二氧化碳,本项目拟开展新型复配胺捕获剂与高效填料耦合作用提高填料塔内吸收二氧化碳传质性能的研究。通过探究叔胺本体类型、促进剂种类和用量调控捕获剂吸收和解吸性能的变化规律,创新性地开发出新型高效复配胺-二氧化碳捕获溶剂体系;同时,研究填料几何特性和物系特性对气液接触有效相界面积影响规律的关键科学问题,并探究新型复配胺溶液与气体两相在填料塔反应器中的流动状况和分布规律,研究填料耦合溶剂吸收二氧化碳化学反应过程的传质强化机理,建立有效相界面积与吸收传质模型。相关理论模型与技术,可为燃煤电厂烟道气中二氧化碳分离回收过程新型捕获溶剂体系与分离装置的开发提供理论基础与指导。
英文摘要
Chemical absorption process is generally considered as the most effective technology for CO2 capture in flue gas from coal-fired power plant. However, the big challenge for a single aqueous amine solution is that the high absorption rate and low regeneration energy consumption cannot coexist. In order to quest for a new absorbent offering a high absorption rate combined with low regeneration energy requirement, novel blended alkanolamines coupled highly efficiency packing column to enhance the process of gas-liquid mass transfer is studied in this project. The novel and effective blended amine solution for removing CO2 will be developed by investigating the influence of the type of tertiary amine, dosage and type of additives on the absorption and regeneration performance. Also, the effects of geometric and physical property of the packing on effective interfacial area in packing column are investigated, as well as the flow condition and distribution of the novel blended amines and gas flow in the packed column. Furthermore, the mechanism for enhancing the mass transfer performance will be obtained by novel absorbents coupled effective packing, and then the universal model for prediction of mass transfer and effective interfacial area of the packing will be built, respectively. The study results above will provide fundamental research data and theoretical support for research and development of efficient solvents and absorption technique for CO2 capture.
为实现胺溶剂高效且低能耗捕集回收二氧化碳,本项目进行了新型复配胺捕获剂与高效填料耦合作用提高填料塔内吸收二氧化碳传质性能的研究。探究解吸添加剂类型、吸收促进剂种类等调控捕获剂吸收和解吸性能的变化规律,探究了吸收剂化学结构与吸收解吸性能间的构效关系,创新性地开发出了DEEA/PZ和1DMA2P/MEA新型高效复配胺-二氧化碳捕获溶剂;同时,研究测定了不同操作添加对气液接触有效相界面积影响规律,建立了基于各种准数的预测数学模型;并探究新型复配胺溶液与气体两相在填料塔反应器中的流动状况和分布规律(如压降、持液量和停滞空隙率,详见成果论文);在DX高效填料1DMA2P/MEA研究了吸收二氧化碳的传质性能,建立了普适性的吸收传质模型。研究结果将为复配混合胺溶液吸收的CO2进一步研究提供理论和实验基础。此外,本项目发表AIChE J, Chem Eng Sci, Chem Eng J等高水平论文35篇,申请中国发明专利2件。培养博士研究生3人,硕士研究生5人,其中1名博士和3名硕士研究生毕业。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Optimized process configuration for CO2 recovery from crude synthesis gas via a rectisol wash process
通过精馏醇洗涤工艺从粗合成气中回收二氧化碳的优化工艺配置
DOI: 10.1016/j.ijggc.2018.10.005
发表时间: 2018-12
期刊: International Journal of Greenhouse Gas Control
影响因子: 3.9
作者: [Gao Hongxia, Zhou Liping, Luo Xiao, Liang Zhiwu]
通讯作者: Liang Zhiwu
Development of a Promising Biphasic Absorbent for Postcombustion CO2 Capture: Sulfolane+2-(Methylamino)ethanol + H2O
开发用于燃烧后 CO2 捕获的有前景的双相吸收剂:环丁砜 2-(甲基氨基)乙醇 H2O
DOI: 10.1021/acs.iecr.0c02389
发表时间: 2020
期刊: Industrial & Engineering Chemistry Research
影响因子: 4.2
作者: [Lv Juan, Liu Sen, Ling Hao, Gao Hongxia, Olson Wilfred, Li Qiang, Bairq Zain Ali Saleh, Liang Zhiwu]
通讯作者: Liang Zhiwu
Investigation of hydrodynamic performance and effective mass transfer area for Sulzer DX structured packing
苏尔寿 DX 规整填料的流体动力性能和有效传质面积研究
DOI: 10.1002/aic.16346
发表时间: 2018-07
期刊: AIChE Journal
影响因子: 3.7
作者: [Gao Hongxia, Liu Sen, Luo Xiao, Zhang Haiyan, Liang Zhiwu]
通讯作者: Liang Zhiwu
Kinetics and new Bronsted correlations study of CO2 absorption into primary and secondary alkanolamine with and without steric-hindrance
有或没有空间位阻的伯烷醇胺和仲烷醇胺吸收 CO2 的动力学和新布朗斯台德相关性研究
DOI: 10.1016/j.seppur.2019.115998
发表时间: 2020
期刊: Separation and Purification Technology
影响因子: 8.6
作者: [Liu Sen, Ling Hao, Gao Hongxia, Tontiwachwuthikul Paitoon, Liang Zhiwu, Zhang Haiyan]
通讯作者: Zhang Haiyan
35
    碳基固体酸催化剂配伍设计及其催化强化富胺溶液再生性能的研究
    • 批准号:
      2025JJ50064
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2025
    • 负责人:
      高红霞
    • 依托单位:
    高效液液相变吸收剂的开发及捕获CO2反应机制的研究
    • 批准号:
      22078083
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      63.0万元
    • 批准年份:
      2020
    • 负责人:
      高红霞
    • 依托单位:
    新型叔胺基复配捕获剂吸收CO2过程交互作用机制与传质性能的研究
    • 批准号:
      2018JJ3033
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2018
    • 负责人:
      高红霞
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金