纳米颗粒及分散剂对TETA溶液吸收CO2的影响
2021-04-08赵子淇张忠孝江砚池贾萌川穆艾伟
赵子淇,张忠孝,江砚池,贾萌川,穆艾伟
(1.上海理工大学 能源与动力工程学院,上海 200093;2.上海交通大学 机械与动力工程学院,上海 200240)
0 引 言
2019年6月,国际能源署(IEA)发布了《全球能源和二氧化碳现状报告2018》,报告中指出2018年全球能源消费增长约为2010年以来平均增长率的2倍,其中电力需求增长在能源需求增长中占比很大[1-2]。煤炭仍是最大的电力来源,在过去30年全球碳排放增量中,40%来自煤炭燃烧。其中电力行业煤炭消费量(动力煤)占总消费量的50%以上,因此减少CO2排放的重点是减少电厂烟气中CO2[3]。化学吸收法是目前应用于燃煤电厂烟气脱碳最成熟和广泛的工艺,其中醇胺溶液以吸收速度快、吸收负荷大、吸收液可再生等优点被广泛使用,目前电厂大都以MEA溶液为基液[4];但MEA为一乙醇胺,吸收速率快,再生困难,损耗量大,极易降解变质不易保存[5-6],且MEA在工业应用时会与氧气反应生成草酸等强腐蚀性液体,易腐蚀设备[7],因此寻找合适的吸收剂迫在眉睫[8]。
Hartono等[9]、陈思铭等[10]研究了多烯多胺,如二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)等,分子中含有若干个伯胺与仲胺氮原子,含有胺基数量多,吸收容量大;同时,陆诗建[11]、Schäffer等[12]研究发现,在相同摩尔浓度下,TETA吸收速率快,对设备腐蚀性更小,可作为MEA的替代品,但TETA黏度较大,会影响与CO2的反应效果,不利于反应进行。研究发现,在醇胺溶液中加入纳米颗粒可以大大提高气液间的质量传递速率,从而提高反应吸收速率[13],而表面分散剂在纳米流体中的“静电钩效应”可很好地改善溶液的稳定性[14]。……
