氨基酸离子液体MDEA混合水溶液对CO2的吸收研究

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1、毕业论文题目：氢叁堕塞至逵垡：迦里△婆金坐姿逵壁gQ!丝丛鉴巫壅廛旦垡鲎专业2QQ墨级硕士生姓名：壅遗圈』指导老师(姓名、职称)：丛篮到熬撞摘要二氧化碳的过量排放，给全球气候环境造成了严重的负面影响。二氧化碳的排放控制直接关系着工业生产、气候、人类健康和能源利用等方面，因此对脱碳技术的研究显得尤为重要和迫切。目前工业上使用较多的有机胺吸收法存在诸多的缺点，如MEA虽然吸收C02速率快，但腐蚀性强且再生能耗高，MDEA有较高的C02吸收负荷，但吸收速率较慢。离子液体的特殊优良性能使其可作为一种环境友好的脱碳吸

2、收剂，其中氨基酸离子液体对C02有较高的吸收速率。为了改进有机胺类C02吸收剂的应用性能，研究新型的脱碳吸收剂，本文合成了四甲基铵甘氨酸(IN川1][G1y])离子液体，并与MDEA水溶液配制成三种不同浓度的吸收剂，分别为5％INnll][Gly]+15％MDEA，10％[Nnld[Gly]+15％MDEA和15％[Nllll][Gly]+15MDEA，分别研究不同分压下C02在其中的溶解性能，以及降膜过程中的吸收传质性能。首先在双釜吸收装置中用恒定容积法研究了混合吸收剂吸收C02的性能，通过分析和比较证实

3、提高C02分压和增大离子液体[Nllll][Gly]浓度都能使混合吸收剂对C02的单位体积吸收容量得到提高，平衡摩尔吸收率也随着C02分压的提高而增大，但其与[N1．d[Oly]的浓度无关。本文设计并搭建了一套逆流降膜吸收装置，并利用该装置测定了混合吸收剂对纯C02以及C02-N2混合气体(20％C02+80％N2)的降膜吸收性能，实验发现[Nllll]【Gly】浓度、气相和混合吸收剂的流动状况都对吸收传质系数造成影响。对于纯C02气体的降膜吸收，气体或混合吸收剂的流量加大均提高了传质吸收效果，吸收剂中[-

4、Nml][G1y]离子液体的浓度增大也使吸收效果提高；对于C02-N2混合气体的降膜吸收，气体流量加大能够提高传质吸收效果，但当气体流量大于一定流量后，气体流量继续增大反而会使吸收效果降低，混合吸收剂流量及吸收剂中【N1111][Gly】浓度的加大均对传质吸收效果带来正面的影响。综合各影响因素，通过量纲分析方法得到了吸收系数的准数关联式：纯C02：Sh=5．637×10-11Re}．225Reg'695sc：肿s上式计算值与实验值之间的平均相对偏差为8．46％。C02-N2混合气体：Sh=0．0247Reo

5、．495Re旨371sc2．065上式计算值与实验值之间的平均相对偏差为10．03％。通过与30％MDEA水溶液的降膜吸收实验对比发现，加入[NIIlI][Gly]的吸收剂对C02的降膜吸收效果明显提高，证实了季铵型氨基酸离子液体对改进传统MDEA吸收剂有潜在的应用价值。本文的还设计合成了一批新型的双季铵型的氨基酸离子液体，并对产物进行了1HNMR表征。选择了一种产物四甲基二丁基7,--铵二甘氨酸(C2(Nll4)2Gly2)配制成不同浓度的水溶液，用于C02吸收实验中。实验结果显示，对于不同浓度的双季铵型

6、的氨基酸离子液体溶液，浓度和吸收剂粘度均对吸收速率有影响，增大吸收剂中离子液体的浓度可以提高吸收速率，但离子液体浓度过大会使吸收剂黏度增大，反而降低吸收速率。本文的工作将氨基酸离子液体．MDEA混合水溶液用于了与工业实际相近的降膜吸收过程中，所取得的实验结果为氨基酸离子液体．MDEA混合水溶液吸收C02的进一步探索和研究，为日后的工业应用模拟实验打下了一定基础。关键词：N．甲基二乙醇胺(MDEA)；四甲基铵甘氨酸离子液体(INllll][Gly】)；二氧化碳；降膜吸收；双季铵型氨基酸离子液体THESIS：T

7、heStudyofC02AbsorptioninMixedAqueousSolutionofMDEAandAminoAcidIonicLiquidSPECIALIZATl0

8、N：POSTGRADUATE：^征!NTOR：AppliedChemistryFangChenggangAssociateProf．GengJiaoAbstractExcessiveemissionsofcarbondioxidehascausedseriousnegativeimpactinmanyaspectsofsociety．T

9、heremovalofcarbondioxideisdirectlyrelatedtoindustrialproduction，climate，humanhealthandutilityofenergySOUrCeS，thustheresearchaboutdecarbonizationtechnologyisparticularlyimportantandurgent．Atpresent，themainabso