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作者：牟曼1;夏芝香1;许晓明3;夏阳3;谢颖1;胡昔鸣2;刘子豪3;向浩3;方梦祥1;2
单位：浙江大学 能源高效清洁利用全国重点实验室， 浙江 杭州 310027;浙江大学 青山湖能源研究基地， 浙江 杭州 311300;中冶南方都市环保工程技术股份有限公司， 湖北 武汉 430205
摘要：目前,高炉煤气碳捕集是我国钢铁行业低碳减排的重点。为了探究高炉煤气中硫化氢(H2S)、羰基硫(COS)等微量硫化物对混合胺吸收剂吸收二氧化碳(CO2)性能的影响和在化学吸收法脱碳过程中的反应特性,采用了甲基二乙醇胺(MDEA)为主剂,分别添加哌嗪(PZ)、氨基乙基哌嗪(AEP)、2-(甲氨基)乙醇(MMEA)和2-(乙氨基)乙醇(EMEA)形成了四种混合胺吸收剂,并以乙醇胺溶液(30%MEA,质量分数)和40%MDEA溶液为对照组,测试了含硫高炉煤气氛围下混合胺吸收剂对H2S和COS的脱除率,对CO2的吸收速率、再生速率和循环容量等指标。结果表明,MDEA+PZ和MDEA+AEP吸收体系对CO2的吸收速率、再生速率和循环容量均较MDEA+MMEA和MDEA+EMEA体系更优,哌嗪及其衍生物对叔胺的活化效果较仲胺更好,其中20%MDEA+20%PZ吸收剂配方的CO2循环容量达1.87 mol·L-1,较30%MEA提高86.2%,对H2S的脱除率高于90%,具备较高的CO2吸收再生效果和良好的脱硫能力,是适用于高炉煤气脱硫脱碳的优良配方。研究还发现,微量H2S和COS对CO2的吸收再生效果影响较小,不会显著影响CO2吸收速率和循环容量。研究结论为化学吸收法碳捕集在实际工程中应用于高炉煤气脱碳提供了理论参考。
关键词：高炉煤气;混合胺;硫化氢;羰基硫;脱硫脱碳
基金资助：国家重点研发计划国际合作(2023YFE0199300)。
