膜吸收法烟气脱碳研究进展.pdf

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1、第32卷第5期2011年10月化学工业与工程技术JournalofChemicalIndustry＆．EngineeringV01．32NO．5oct．。201l膜吸收法烟气脱碳研究进展李晋睿1，徐银祥2(1．榆林天然气化工有限公司，陕西榆林719000；2．中国石油化工股份有限公司华东分公司，江苏南京210011)摘要：介绍了采用膜吸收法进行烟气脱碳过程中膜材料的种类、吸收液的选择以及膜吸收的耦合对脱碳的影响。综述了工艺流程、工艺参数及传质模型对膜吸收过程的影响，指出了膜吸收法烟气脱碳工程应用的经济性及发展方向。关键词：膜吸收烟气脱碳中图分类号：X507文献标识码：A文章编号：1006—

2、7906(2011)05—0023—05ResearchprogressoncarbondioxideremovalfromfluegasbymembraneabsorptionLIJinrui’。XUYinxian92(1．YulinNaturalGasChemicalCo．，Ltd．，Yulin719000，China；2．SoutheasternBranch，SINOPEC，Nanjing210011，China)Abstract：Therecentdevelopmentofmembranegasabsorptionforcarbondioxideseparatedfromflueg

3、asisdiscussed．Theeffectsofmembranematerials，absorptionliquidsandthecouplingofmembraneandabsorptiononthecarbondioxidecaptureareintroducedsystematically．Theeffectofinfluencingfactorsincludingtechnologicalprocess，processparametersandmasstransfermodelsonthemembraneabsorptionisalsosummarized．Theeconomy

4、anddevelopmentdirectionoftheindustrialap—plicationofthemembranegasabsorptiontechnologyincarbondioxideseparationfromfluegasisputforward．Keywords：Membranegasabsorption；Fluegas；Carbondioxideremoval随着环境问题的日益加剧，温室气体的排放控制成为关注的焦点。燃煤电厂排放CO：占全球排放量的三分之一左右，因此控制燃煤电厂烟道尾气CO：排放是削减温室效应的关键。国内外已经广泛开展膜吸收技术用于回收电厂烟气中C

5、O。的研究。膜吸收法是近年来发展起来的分离回收Co：的工艺，该工艺结合了化学吸收法的选择性和膜分离法的紧凑性，是一种很有前景的CO：脱除工艺。采用膜吸收法可以克服常规气液接触设备的不足，同时，可以使用那些具有良好吸收再生性能但容易降解的醇胺如MEA、MDEA等，大大降低捕集过程的能耗。l膜材料1．1吸收膜材料膜接触器中采用的膜材料，主要有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PS)、硅橡胶(PDMS)、聚醚砜(PES)等，其中使用最多的是聚丙烯膜材料，主要因其价格便宜，便于工业上大规模应用。目前采用的各种膜材料均为疏水性膜材料，这样吸收过程中

6、气相充满中空纤维膜孔，比亲水性的膜材料拥有更大的接触面积。事实上，对于疏水性中空纤维膜而言，其膜面积即为气液接触面积，不受膜孔隙率的影响，但是疏水性膜一旦被润湿。其传质性能将受到很大的影响，因此系统运行中膜材料的疏水性研究也日益受到重视。如Wang等利用DEA水溶液作为吸收液对聚丙烯膜进行了研究H]，结果发现膜材料润湿后，其液相传质阻力大增，仅润湿5％的膜孔，其传质系数就下降了20％，因此，对于不同膜材料与吸收液搭配方面的研究也逐渐展开。Khaisri等比较了PVDF、PTFE、PP等3种膜采用MEA吸收模拟烟气CO：／空气的影响[2]，结果收稿日期：20ll—03—17。作者简介：李晋睿

7、(1973一)，男，陕西榆林人．硕士研究生在读，工程师。现从事天然气制甲醇生产技术管理T作。·24化学T业与工程技术2011年第32卷第5期表明PTFE稳定性能最好，PVDF次之，PP最差。部分膜材料的物性参数见表1。表1部分脱碳吸收膜材料及其物性参数1．2吸收液的选择吸收液的选择主要考虑其吸收能力、吸收速率及再生能力、再生能耗等因素；另外考虑溶液的饱和蒸汽压、黏度、表面张力等物性参数，这些参数是影响吸收过程的传质、传热