CO2醇胺富液低能耗再生研究进展

张卫风，许元龙，王秋华

（华东交通大学土木建筑学院，江西南昌 330013）

大量人为排放二氧化碳（CO2）造成的过强温室效应会引起全球气候变暖，导致冰川融化、海平面上升和极端天气等问题，因此减少人为排放二氧化碳势在必行，CO2捕集是燃煤电厂等现有CO2源实现减排重要的方法之一。CO2捕集方法主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链燃烧技术等，其中燃烧后捕集具有易改造、对燃煤电厂运行影响小等优点，因此应用更为广泛。燃烧后捕集技术包括吸附[1-3]、膜吸收[4-6]、化学吸收[7-9]等。化学吸收法常用醇胺作为吸收剂，其吸收效果好、操作简便、对生产工艺改造要求低，因此最适宜在现有燃煤电厂中推广应用[10]。但其再生能耗会使燃煤电厂电力成本上升70%～100%[11]，因此降低再生能耗是实现醇胺吸收法工业化应用的关键。

目前化学吸收采用的醇胺主要包括常规一级、二级、三级醇胺，特殊结构醇胺（如空间位阻胺和多氨基醇胺）以及混合胺等。而由于自身结构、反应产物等因素不同（如表1），导致不同的醇胺在解吸速率、解吸能耗方面具有不同特性。

表1 醇胺种类及吸收产物

1 单一醇胺水溶液反应机理

1.1 一级、二级和三级醇胺水溶液

一级、二级醇胺[如单乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）]吸收二氧化碳反应如式(1)[12]所示。

现在广为接受的三级醇胺[如三乙醇胺（TEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）]水溶液反应机理为碱催化水合反应[13]，如式(3)、式(4)所示。

由于上述反应均可逆，且醇胺吸收CO2是放热反应，常温下即可发生，因此通常将吸收CO2的醇胺富液加热至更高温度进行解吸并再生醇胺，即热解吸工艺。……