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
负责人:
高红霞
依托单位:
学科分类:
反应工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
高红霞
中文摘要
有机胺-环丁砜-水液液相变吸收剂对燃烧后二氧化碳捕集具有低能耗、高效吸收效率和环境友好等优势,因处于研究初级阶段其吸收二氧化碳过程的反应机制和相变行为影响吸收性能的科学问题尚不清晰。本项目拟明确有机胺分子结构与相变行为和二氧化碳捕获性能间的构效关系,并揭示胺/砜比和胺浓度对相变二氧化碳负载操作宽度的作用规律,遴选几种具有操作口宽、相变容易、吸收速率快和容量大等优良性能的有机胺-环丁砜-水液液相变吸收剂;摸清液液相变溶液及富CO2和贫CO2层溶液的吸收限度,揭示吸收剂的吸收潜力;利用NMR技术探明两相溶液的离子浓度分布规律,探究二氧化碳吸收过程的动力学性能及建立动力学模型,进而阐明有机胺-环丁砜-水液液相变吸收剂吸收二氧化碳的反应机制;精准探究分相CO2负载范围对传质行为和操作条件对传质性能的作用规律,建立相应的传质模型。本项目有望为液液相变吸收剂捕获二氧化碳的应用提供技术和理论指
英文摘要
The liquid-liquid biphasic absorbents of amine-sulfolane-water have the advantages of low energy consumption for CO2 stripping, effective absorption efficiency and environmentally friendly, but the reaction mechanism for CO2 absorption and the effects of the biphasic behavior on CO2 capture performance are unclear due to few studies. The structure activity relationship between the chemical structure of amine and biphasic behavior as well as CO2 capture performance, and the effects of amine/sulfolane ratio and amine concentration on the biphasic CO2 loading will be investigated in order to find the excellent biphasic absorbents of amine-sulfolane-water with performances of wide CO2 loading, easy phase transition, fast absorption rate and large CO2 capacity. Then, the vapor−liquid equilibrium of CO2 of the developed biphasic absorbents is determined and evaluated. In order to establish the reaction mechanism of CO2 absorption into biphasic absorbents, the species in the rich CO2 and lean CO2 solutions are measured by using NMR, and the kinetics and corresponding model are also studied. Furthermore, the effects of the biphasic behavior and the effects of operational conditions on the mass transfer performance will be investigated, then the accurate model for mass transfer is built. This project can give guidance and technology support for the industrial application of liquid-liquid biphasic absorbent.
燃煤电厂、钢铁、水泥行业等低浓度二氧化碳尾气中CO2的排放控制是实现“碳中和”目标的托底关键。胺法捕获CO2技术目前被认为是最具产业化应用前景的技术。为突破现有胺法在降能耗方面的技术瓶颈,本项目重点探究了胺-环丁砜-水液液相变吸收剂的分相与吸收-解吸性能,研究了胺分子结构与相变行为和二氧化碳捕获性能间的构效关系,揭示胺/砜比和胺浓度对相变二氧化碳负载操作宽度的作用规律,遴选出了性能良好的MAE-环丁砜-水液液相变吸收剂;研究了液液相变溶液吸收CO2的平衡特性,利用NMR等分析了上下两相溶液的离子浓度分布规律,揭示了液-液相变机制;研究了二氧化碳吸收过程的动力学性能且建立了动力学模型,揭示了液液相变吸收剂吸收二氧化碳的反应机制;探究了分相CO2负载等操作条件对传质性能的作用规律,建立了相应的传质模型。本项目可为液-液相变吸收剂捕获CO2的应用提供一定的理论指导。
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
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批准号:2025JJ50064
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:高红霞
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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
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批准号:2018JJ3033
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2018
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负责人:高红霞
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依托单位:
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
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批准号:21706057
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2017
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负责人:高红霞
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依托单位:
国内基金
海外基金