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作者:范永胜;龚海艇;李偲;陈臻;高晓艺;李目一;李小姗;张立麒;
单位:国家能源集团江苏电力有限公司;国家能源集团泰州发电有限公司;华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室;
摘要:碳捕集、利用与封存技术是我国实现“双碳”目标的重要途径,其中非水吸收剂具有巨大的节能潜力,且适配现有吸收法混胺反应器,具有较大应用潜力,但存在CO_2饱和溶液黏度大、循环负荷低等问题。对此,以仲胺MCA为吸收组分,EG为有机溶剂,构建了低黏度、低温再生非水吸收体系,并考察了MCA/EG的吸收、再生性能。结果表明:3mol/L MCA/EG吸收剂的吸收负荷可达2.14 mol/L,黏度仅为44.19 m Pa·s;在40℃吸收30 min、80℃再生25 min条件下,循环负荷高达0.98 mol/L,为质量分数为30%的MEA/H_2O溶液在105.5℃再生条件下循环负荷的1.46倍。通过C80微量热仪测试得到吸收剂的反应热为–82.85 k J/mol,低于MEA/H_2O溶液。结合~(13)C NMR与量子化学计算,探究了吸收剂捕集CO_2的反应机理,发现MCA的空间位阻效应降低了反应产物的稳定性,使氨基甲酸酯与EG进一步反应转化为烷基碳酸酯,降低了再生难度,实现了低温再生。该吸收体系可实现非水吸收剂的稳定运行,并扩大吸收剂再生中的余热利用范围,具有较大的降能耗优势。
关键词:CO_2捕集;;非水吸收剂;;空间位阻胺;;低温再生
基金资助:国家自然科学基金项目(52106143)~~