Department of Environmental Science 8-Jun-2006
环境工程硕士论文答辩
AMP水溶液吸收CO2实验研究
7
2.0
Absorption Rate 10 (kmol m s )
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0 10 20 30 40
环境工程硕士论文答辩
实验流程图-吸收实验
16 12 14 19 13 3 4 1 2 7 17 5 6 8 21 15 22 20 9 10 18 11
Fig. 1 Experimental apparatus for measurement of CO2 absorption rate 1,2 气体罐；3,4 气体减压阀；5,6 转子流量计；7 缓冲瓶；8,11 三通阀；9吸收室； 10 搅拌桨；12,13 皂膜流量计； 14,15 磁力传动装置；16,17 调速电机； 18 转速控制器； 19 恒温水浴；20 液体进口；21,22 液体控制阀；
环境工程硕士论文答辩
温室效应的危害
温度上升
土地沙漠化
温室效应危害
冰川融化 物种消失 海洋风暴增多
处理好温室效应（温室气体的削减）
保护好人类生存的环境，是我们共同的责任！
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环境工程硕士论文答辩
CO2资源化
食品冷 冻剂 焊接绝缘 剂净化
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实验分析方法
吸收速率表达式：
P × Vin－Vout） （ N 1 ART
检测项目 混合气体CO2浓度 分析测试方法 气相色谱
式中：N —— CO2吸收速率，kmol m-2 s-1； Vin，Vout —— 进出口流量，m3 s-1； P1 —— CO2分压，kPa； A —— 气液接触面积，m2； R —— 摩尔气体常数，kJ T —— 温度，K； 采用matlab语言编程，计算测定的吸收 速率对时间的积分，得到CO2吸收容量。 kmol-1 K-1；
4
结论与建议
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AMP水溶液吸收CO2实验研究
2.5
Absorption Rate 10 (kmol m s )
Absorption Capacity (mol)
2.0
0.5 kmol m AMP -3 1.0 kmol m AMP -3 1.5 kmol m AMP -3 2.0 kmol m AMP
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实验流程图-再生实验
7
3
6 4
2 1 5
Fig. 2 Experimental apparatus for determining CO2 regeneration 1. magnetic stirring apparatus with oil bath; 2. flask; 3. condenser tube; 4. suction bottle; 5. Ca(OH)2; 6,7. condensation water.
-3
0.040 0.035 0.030 0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0.000 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 0.5 kmol m AMP -3 1.0 kmol m AMP -3 1.5 kmol m AMP -3 2.0 kmol m AMP
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AMP与CO2反应机理
1
首先生成两性离子：
2
CO2 R1R2 NH R1R2 NH COO
两性离子与碱催化物脱离子反应：


R1R2 NH COO B R1R2 NCOO BH
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内容提要
1 2 3
CO2处理技术研究进展和主要研究内容 实验装置及分析测试方法 实验结果与讨论
4
结论与建议
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有机合成 原料
CO2驱油
CO2综合利用
地层原油 采收率可 提高10～ 15%
灭火、人工降 雨剂
医用局部 麻醉剂
如何有效富集CO2进一步用于CO2驱油技术是本课题的选题背景
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CO2分离方法
化学吸收法
CO2 absorbed (mol)
图3-5 吸收量 vs 吸收速率曲线 (p=1atm, T=303K, ng=250-260rpm, nL=120-130rpm)
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AMP水溶液吸收CO2实验研究
测试，同时，建 通过再生热焓的 系数的模型建立。 及AMP在填料塔中 及AMP再生热焓的 质机理进行研究。 立混合胺吸收 研究，探讨了AMP 吸收CO2行为和有 研究。 CO2的传质反应 的再生性能。 机胺吸收CO2的传 动力学模型。 质系数模型研究。
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图3-3 温度与吸收速率曲线 (p=1atm, ng=250-260rpm, nL=120-130rpm)
CO2 absorbed (mol)
图3-4 不同温度下吸收量与吸收速率曲线 (p=1atm, ng=250-260rpm, nL=120-130rpm)
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1.0 kmol m DEA -3 1.0 kmol m DETA -3 1.0 kmol m MEA -3 1.0 kmol m MDEA -3 1.0 kmol m AMP
-3
0.020
1.0 kmol m AMP -3 1.0 kmol m DEA -3 1.0 kmol m MEA -3 1.0 kmol m DETA -3 1.0 kmol m MDEA
2.4
Absorption Rate 10 (kmol m s )
-2 -1
0.025
2.0
2.2
Absorption Rate 10 (kmol m s )
Absorption Capacity (mol)
2.0 1.8 1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
1.5
-3
-2
-1
6
1.0
0.015
6
0.5
0.010
0
5
10
15
20
Absorption Time (min)
0.005
0
50
100
150
200
0.000 0 50 100 150 200
Absorption Time (min)
Absorption Time (min)
图3-7 吸收容量随时间变化曲线 (p=1atm, T=303K, ng=250-260rpm, nL=120-130rpm)
Absorption Rate 10 (kmol s )
-2
-1
1.8
298K 303K 313K 323K
6 5 4 3 2 1
298K 303K 313K 323K
-1
6
9
50
60
0 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.
Absorption Time (min)
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AMP水溶液吸收CO2实验研究
7 0.5 kmol m AMP -3 1.0 kmol m AMP -3 1.5 kmol m AMP -3 2.0 kmol m AMP
-3
Absorption Rate 10 (kmol s )
-1 9
6 5 4 3 2 1
0 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030 0.035 0.040
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本论文组织思路
一、AMP水溶液吸收CO2基础实验研究。
初步探索基本因素对于吸收性能的影响。了解AMP吸收性能。 Ⅰ
二、AMP水溶液吸收CO2模型研究。
补充了以双膜模型为理论基础，对单纯AMP吸收CO2严格数学传质 模型的研究。
Ⅱ 三、AMP吸收饱和富液再生研究。
Ⅲ
对AMP的再生性能的实验研究进行了有效补充。
气、液相搅拌速率
进、出气流量 胺溶液密度 胺溶液浓度 温度 pH值 时间
光电转速测量仪
皂膜流量计 化学滴定法 按去离子水与胺配比 水银温度计 pH计 秒表
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内容提要
1 2 3
CO2处理技术研究进展和主要研究内容 实验装置及分析测试方法 实验结果与讨论