MAE水溶液密度、黏度和CO2在其溶液中物理溶解度的研究

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自工业革命以来，全球经济快速发展，化石燃料大量燃烧导致 CO2排放量的急剧增长。CO2的大量排放造成温室效应，如何减少温室气体 CO2的排放，成为当下最为热门的话题。其中，基于有机胺的化学溶剂吸收法是目前工业上应用最广，最具前景的CO2捕获技术之一。
　　有机胺的物性参数，包括密度、粘度和物理溶解度，对于建立相应的吸收动力学模型、热力学模型乃至吸收流程模拟与优化是不可或缺的参数。本文基于胺法捕获 CO2的研究现状，选择一种新型有机胺 MAE作为研究对象，在温度为293.15K-323.15K、CO2负载为0-0.677 mole CO2/mole amine的条件下，测试了质量分数为0.075、0.15、0.225、0.30的 MAE水溶液的密度和黏度。并用Redlich?Kister方程、修正的 Redlich?Kister方程以及 Weiland方程对不同温度、不同浓度和不同CO2负载的MAE的密度进行拟合，平均相对偏差分别为0.666％、0.231%、0.245%，得出修正的 Redlich?Kister方程为最适合 MAE体系的密度模型。同时用 Redlich?Kister方程、Weiland方程以及修正的 Grunberg-Nissan方程分别对 MAE的黏度进行拟合，平均相对偏差分别为2.596%、1.922%和8.628%，并得出Weiland方程为最适用于MAE的黏度的模型。
　　在有机胺溶液捕获CO2的过程中，CO2在液相的溶解度是关系气液平衡计算，乃至工业应用的重要参数，具有普适性的溶解度模型能够有效且准确计算该体系的气液平衡参数。本研究采用 N2O类比法测得CO2在MAE水溶液中的物理溶解度，通过搭建一个可控温的搅拌釜反应器作为测量 N2O在 MAE水溶液中的物理溶解度装置，在温度为289.31K、302.88K、318.19K、332.87K、348.18K，质量分数为0.075、0.15、0.225、0.30、0.45、0.60、0.75、1的条件下，对N2O在MAE水溶液体系中的物理溶解度即亨利常数进行测量，并用经验模型、半经验模型和Redlich?Kister方程分别对亨利常数进行拟合，平均相对偏差分别为4.53%、6.41%、5.06%。其中，经验模型能较为精确预测和类推 CO2在MAE水溶液中的物理溶解度，对于 CO2在 MAE水溶液中的吸收过程中的动力学和热力学计算精度，乃至最终流程模拟与优化都有着重要意义。

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作者
苏柳松;
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作者单位

湖南大学;

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授予单位湖南大学;
学科化学工程
授予学位硕士
导师姓名童柏栋,高瑞民;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类气相污染物;
关键词
CO2捕获技术; 化学溶剂吸收法; 有机胺; 密度; 粘度; 物理溶解度;

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