基于中空纤维膜接触器的混合胺吸收剂脱除烟气中CO2

马伟春

(中国人民武装警察部队工程大学 装备管理与保障学院，陕西 西安 710086)

N-甲基二乙醇胺(MDEA)与一乙醇胺(MEA)、甘氨酸钠(PG)和哌嗪(PZ)四种胺类吸收剂具有不同的 CO2吸收特性，例如，伯胺MEA的吸收速率较大，但是CO2吸收量偏低[1]；PG和PZ的氨基上带有活泼H原子，可与CO2水解反应生成氨基甲酸根双性离子(NH2COOH-)，对CO2的综合吸收能力较强[2]；叔胺MDEA具有吸收量大、易于解吸的优点，但其氨基上缺少活性H原子，CO2的整体吸收速率过低[3-4]。若将MEA、PG和 PZ加入单一MDEA溶液，对其进行活化形成混合胺溶液，那么既能保持MDEA吸收量大的优点，其吸收速率偏低的缺点又可得到改善。本实验选取MDEA作为主体吸收剂，分别以MEA、PG和PZ作为添加剂，加入MDEA吸收剂溶液中组成新型混合胺吸收液MDEA-MEA、MDEA-PG和MDEA-PZ，并在PP中空纤维膜接触器平台上对模拟烟气进行脱碳处理，考察三种混合吸收剂的CO2膜吸收特性。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

一乙醇胺(MEA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、甘氨酸(Glycine)、哌嗪(PZ)、二氧化碳(纯度≥99.9%)、氮气(纯度≥99.99%)均为分析纯。

KJ-SH6×40PP型中空纤维膜组件；QF-1904型奥式气体分析仪；HH-S型恒温油浴锅；LZB-4型转子流量计；YE-60型膜盒压力表。

1.2 实验方法

烟气处理流程见图1。模拟烟气(体积分数比：CO2∶N2=15%∶85%，贴近实际电厂排放烟气的气体成分比例)由缓冲瓶混合均匀，并由流量计调节流量后，进入膜接触器的壳程，混合胺吸收液由增压泵抽入膜丝的管程，吸收液与模拟烟气在膜接触器内逆向流动接触，从而完成脱碳过程。在实验过程中，为了实现吸收剂的循环利用，在膜组件管程出口处安装再生装置，对吸收剂贫液进行再生，再生方式为加热再生。……