高等分離-CO2與CO分離綜述

1、高等分離過程課程結(jié)課作業(yè)題目： 二氧化碳/一氧化碳的分離 院 （系）：化學(xué)化工學(xué)院 專 業(yè)：化學(xué)工程 學(xué) 號：0000000000 姓 名：000000 指導(dǎo)教師：000000 CO2在通常情況下是無色無臭，略帶酸味的氣體，熔點-56.2，正常升華點-78.5，CO2的臨界溫度為 31.1，臨界壓力為 7.38 MPa，在常溫下加壓即可把CO2液化或固化制成干冰。煤造氣制得的水煤氣或半水煤氣，煉鋼、煉鐵和煉焦得到的副產(chǎn)品氣有高爐煤氣轉(zhuǎn)爐煤氣和焦?fàn)t煤氣，有色金屬冶煉廠的尾氣，電石廠和黃磷廠的尾氣及汽車尾氣等都含有大量的CO和CO2。不管從環(huán)境效益還是經(jīng)濟效益上來看，通過對CO2氣體分離回收利用可

2、以收到雙重效益。CO2是一種重要的工業(yè)氣體，在食品業(yè)、化學(xué)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油開采、國防、消防等部門都有廣泛應(yīng)用。 在通常狀況下，CO是無色、無臭、無味、有毒的氣體，難溶于水，熔點-199，沸點-191.5。標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度為l.25 g/L，和空氣密度（標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.293 g/L）相差很小，這也是容易發(fā)生煤氣中毒的因素之一，CO為中性氣體。CO分子中碳元素的化合價是+2價，能進一步被氧化成+4價，從而使一氧化碳具有可燃性和還原性，一氧化碳能夠在空氣中或氧氣中燃燒，生成二氧化碳。CO2/ CO分離技術(shù)綜述摘要：近年來，氣候變化和溫室氣體減排問題持續(xù)升溫，已成為全球關(guān)注的熱點問題?！暗吞冀?jīng)濟”是

3、最近國際社會應(yīng)對人類大量消耗化石能源、大量排放CO2引起全球氣候災(zāi)害性變化而提出的新概念。在能源結(jié)構(gòu)還難以發(fā)生根本改變的情況下，控制二氧化碳排放量，發(fā)展低碳經(jīng)濟正成為 21 世紀(jì)最為重要的環(huán)境和能源問題之一。冶煉尾氣及汽車尾氣中含有大量的一氧化碳和二氧化碳。不管從環(huán)境效益還是經(jīng)濟效益上來看，通過對CO2氣體分離回收利用可以收到雙重效益。關(guān)鍵詞：吸附；分離；二氧化碳；一氧化碳分離CO2的方法很多，其中常用的有化學(xué)吸收法、物理吸收法、物理吸附分離法、膜分離法、低溫蒸餾法等。目前最常用的是化學(xué)吸收法和物理吸附法。1.1 化學(xué)吸收法 化學(xué)吸收法是一種傳統(tǒng)的脫碳方法，原理是化學(xué)溶劑在吸收塔內(nèi)與CO2發(fā)生

4、化學(xué)反應(yīng)，流出吸收塔后加熱分解出CO2，從而達到分離富集CO2的目的?；瘜W(xué)吸收法對CO2的吸收效果較好，脫除后產(chǎn)品純度高且處理量大，但是仍存在著一定的不足之處，吸收溶劑再生時需要對溶劑進行加熱，耗能很大，操作較繁鎖等。目前工業(yè)中使用較廣泛的是熱碳酸鉀法和醇胺法。 1. 1.1 活化熱鉀堿法 早在 20 世紀(jì)初就有人提出了用碳酸鉀溶液吸收CO2，但直到 1950 年美國幾家公司才開始應(yīng)用熱碳酸鉀法?；罨療徕泬A法脫碳工藝是在熱碳酸鉀溶液中添加一定量的活化劑加快碳酸鉀與CO2的反應(yīng)速度；并降低堿液面上CO2平衡分壓，從而提高CO2的吸收速度和氣體純化度。20 世紀(jì) 60 年代開始在碳酸鉀溶液中添加某

5、些無機或有機化合物活化劑，可大大加速吸收CO2速度，同時采用加入某些緩蝕劑的方法降低了設(shè)備的腐蝕，由此熱鉀堿法發(fā)展為改良熱鉀堿法。對活化劑的選擇，除了要求能提高CO2的吸收速度外，還要考慮活化劑必須具有化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性。對有機物活化劑，還要求其揮發(fā)性低，使活化劑在運轉(zhuǎn)過程中損耗低。工業(yè)上使用的無機活化劑如三氧化而砷、硼酸等，有機活化劑如二乙醇胺、氨基乙酸等。這些活化劑由不同的公司開發(fā)，并形成了各自的專利?；罨療徕泬A脫碳法不僅具有吸收速度快，CO2凈化度高（CO2可脫至 0.1%），而且可利用余熱加熱再生容易等優(yōu)點。而且堿液中添加了緩蝕劑后，基本無腐蝕性。特別是近年來不斷的改進與提高，開發(fā)的

6、低熱耗活化熱鉀堿脫碳工藝流程，使能耗大大降低。因此，活化熱鉀堿法已成為當(dāng)今國內(nèi)外工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的脫碳方法。 1. 1.2 胺溶液吸收CO2的研究利用醇胺溶液吸收二氧化碳，是工業(yè)生產(chǎn)中脫除二氧化碳的常見方法。常用吸收劑有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、N-甲基二乙醇胺(MDEA)等。MEA降解問題一直是MEA法回收CO2的難以解決的技術(shù)難題，在回收過程中，MEA易與O2、CO2和硫化物等發(fā)生化學(xué)降解，也易發(fā)生熱降解，其中主要原因是O2與MEA的氧化降解反應(yīng)。傳統(tǒng)的MEA法使設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的主要原因是由MEA與CO2反應(yīng)生成的氨基甲酸鹽及MEA的化學(xué)降解產(chǎn)物所引起。南化集團研究院在煙道氣

7、等低分壓CO2回收領(lǐng)域進行了多年研究，開發(fā)了以MEA為主溶劑，優(yōu)選添加了活性胺、抗氧化劑和緩蝕劑組成了適用于回收低分壓CO2的優(yōu)良復(fù)合吸收劑。該復(fù)合吸收劑不僅保持了MEA法的優(yōu)點,而且溶液吸收CO2能力提高，再生能耗下降，基本消除了MEA與氧氣的降解副反應(yīng)，同時解決了設(shè)備腐蝕問題。1950 年后，針對法國、加拿大凈化大量高含H2S與CO2天然氣的要求，開發(fā)了以二乙醇胺（DEA）為溶劑的新工藝，DEA水溶液的濃度可提高至 4050，酸氣負荷也可達到 0.5 mol/mL以上，它具有吸收速度快、成本低、容易回收等特點，缺點是容易降解，腐蝕性強，再生困難，再生能耗大1。活化甲基二乙醇胺（MDEA）是

8、 20 世紀(jì)70年代初西德巴斯夫（BASF）公司開發(fā)的一種以N-甲基二乙醇胺（MDEA）水溶液為基礎(chǔ)的脫碳新工藝2。80年代以來，利用醇胺溶液脫除和回收CO2的方法發(fā)展迅速，由于MDEA對CO2有特殊的溶解性，且其穩(wěn)定性好、能耗低、不易降解、揮發(fā)損失小以及CO2凈化度高等特點而備受世人關(guān)注3。1971 年西德的1家30萬噸/年氨廠首次成功應(yīng)用。目前世界上已有近百個大型氨廠采用此脫碳工藝。但因為它是叔胺，吸收CO2速度慢，研究人員多采用伯胺與仲胺作活化劑（催化劑），提高溶液的吸收速度。20 世紀(jì) 90 年代以來，哌嗪（PZ）活化MDEA脫碳體系逐漸成為研究的焦點。Xu等4研究了PZ活化MDEA溶

9、液的解吸速率，發(fā)現(xiàn)PZ活化MDEA溶液吸收CO2的動力學(xué)也可以很好地適用于解吸過程。 1. 1.3 氨水吸收法 用氨水吸收氣體中CO2的方法，最早用于脫除深度冷凍前焦?fàn)t氣中少量CO2（2%3%）。該法對低濃度CO2，并已脫硫的焦?fàn)t氣比較經(jīng)濟。30 多年前，中國開發(fā)了用濃氨水脫除合成氨原料氣中 25%28%的CO2，并同時得到碳酸氫銨肥料產(chǎn)品的方法。他們將小合成氨廠的CO2脫除和氨加工合二為一，首創(chuàng)了中國小合成氨廠獨特的碳化工藝流程。許多研究者曾對NH3吸收CO2的機理做過深入研究5使用 1727的氨水即可以達到 8095以上的脫除率。反應(yīng)基本在常溫常壓即可，對熱能的直接消耗影響很小，具有很高的

10、實際應(yīng)用價值，同時能對煙氣中的SO2和NOx進行吸收，反應(yīng)的產(chǎn)物經(jīng)過處理還可以循環(huán)。文獻6研究了氨水直接鼓泡吸收模擬煙道氣中CO2并生成碳酸氫銨；JAMES W.等7將氨氣和水蒸氣混合噴入模擬煙道氣中與CO2反應(yīng)。刁永法等8研究了在篩板塔內(nèi)用氨水逆流、常壓吸收模擬煙氣中的CO2，可以實現(xiàn)很高的CO2脫除率，達到95以上。用氨水洗滌CO2溫室氣體，生產(chǎn)NH4HCO3，既減少了CO2溫室氣體，又可變廢為寶，不僅具有環(huán)保意義也將產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。1. 2 物理吸收法 物理吸收法是利用CO2和氣體中其它組分在溶劑中溶解度不同而進行分離。其主要優(yōu)點在于物理溶劑吸收氣體遵循亨利定律（Pi = EXi），

11、吸收能力僅與被溶解氣體分壓成正比，溶劑的再生比較容易，只要減壓閃蒸，或利用惰性氣體吹掃即可達到再生效果，再生熱耗低。溶液吸收CO2的能力隨著壓力增加和溫度下降而增加，反之提高系統(tǒng)溫度和減少系統(tǒng)壓力可使飽和的吸收液再生。為了減少溶液損耗和防止溶液泄露造成污染，應(yīng)盡量采用高分壓、高沸點的溶劑。其缺點是吸收壓力或CO2分壓是主要決定因素，要求凈化度高時，未必經(jīng)濟合理。物理吸收法的關(guān)鍵是確定優(yōu)良的吸收劑，所選的吸收劑必須對CO2的溶解度大、選擇性好、沸點高、無腐蝕、無毒性、性能穩(wěn)定。吸收劑一般吸收能力大，吸收利用量少，吸收劑再生不需要加熱；溶劑不會起泡，不腐蝕設(shè)備；但只能適用于CO2分壓較高的情況下，

12、且CO2 的去除率較低。常用的吸收劑有丙烯酸酯、甲醇、乙醇、聚乙二醇及噻吩烷等。典型的物理吸收脫碳技術(shù)有低溫甲醇法和NHD法等9。 1.2. 1 低溫甲醇（Rectisol）法 以純甲醇為吸收劑在低于 0（-30-70）加壓下脫除原料氣中的高濃度酸性氣體CO2、H2S、COS，氣體凈化度高，出口氣中CO2可脫除至(10-20)×10-6，特別適用于以煤、重油、瀝青等重質(zhì)烴類為原料的合成氨、甲醇合成氣、城市煤氣等氣體凈化。低溫甲醇法凈化法是德國的林德和魯奇兩家公司在20世紀(jì)50年代共同開發(fā)的。1964 年林德公司設(shè)計了低溫甲醇聯(lián)合裝置凈化變換氣中的二氧化碳，以制取合成氨所需的高純度氫。

13、70 年代后，世界上所建設(shè)的以煤、重油為原料的大型合成氨裝置大部分采用此法。目前，全世界約有低溫甲醇洗裝置 50 余套。中國自 20 世紀(jì) 80 年代以來引進的以煤、重油、瀝青為原料的大型合成氨廠，凈化部分都采用此技術(shù)。 1.2. 2 碳酸丙烯酯（Fluor）法 碳酸丙烯酯脫除CO2最早是美國Fluor公司開發(fā)用于脫除天然氣中的CO210在國外稱為Fluor法。碳酸丙烯酯是一種有機溶劑，它對于脫除天然氣、合成氨和制氫工業(yè)原料中的CO2是一種良好的吸收劑?；谒谳^高分壓下能有效地吸收CO2，在較低壓力下可以不需要熱量而容易解析的特性，是一種高效的物理吸收劑。中國南京化工研究院于20世紀(jì)70年代

14、將此方法首先用于合成氨廠變換氣中CO2的脫除，至今已有上百個工廠采用此方法11。 1.2.3 聚乙二醇二甲醚法 聚乙二醇二甲醚法是美國Allied化學(xué)公司1965年開發(fā)的，是美國UOP公司的專利技術(shù)12。此凈化工藝是“低能耗大型氨廠”的重要組成部分，已成為國際公認的節(jié)能技術(shù)。自 1993 年首次實現(xiàn)工業(yè)化以來，聚乙二醇二甲醚為主要溶劑成分的氣體凈化技術(shù)已成功地應(yīng)用在二十多個中小化肥廠的脫硫脫碳，取得了豐富的實踐經(jīng)驗，它保持了物理吸收低能耗的優(yōu)點，同時具有了化學(xué)吸收的高凈化度，操作穩(wěn)定、設(shè)備及流程簡單、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。魯南化肥廠(8萬噸氨年)、黑龍江化上總廠(18萬噸氨/年)等多家中型氨廠的S

15、elexol法脫硫脫碳或脫碳裝置，已建成投產(chǎn)13。 1. 3 膜分離法 氣體膜分離過程是一種以壓力為驅(qū)動力的分離過程。在膜兩側(cè)混合氣體各組分分壓差的驅(qū)動下出現(xiàn)氣體滲透。由于各組分滲透的速率不同，從而實現(xiàn)混合氣體各組分之間的分離14氣體分離效果的好壞應(yīng)由膜的選擇性、滲透速率和壽命綜合評價15CO2膜分離法在石油化工、天然氣、沼氣以及煙氣等方面都有一定程度的應(yīng)用。隨著環(huán)保工業(yè)的發(fā)展，人們對膜的研究越來越予以重視。郝繼華等人16應(yīng)用醋酸纖維素(CA)一丙酮一甲醇三組分制膜體系，制備了CA非對稱氣體分離膜。這種膜可以最大限度地實現(xiàn)膜材料的氣體分離功能，對CO2/CH4有一定的分離效果。國外Way等人1

16、7研究離子交換膜用于CO2的分離，獲得了較好的分離效果，且由于靜電作用，使用壽命較長，被認為適合CO2在低分壓下的分離?？傊し怏w分離與其它分離方法相比，具有無相變、能耗低、一次性投資較少、設(shè)備緊湊、占地面積小、操作簡單、易于操作，維修保養(yǎng)容易而且元件結(jié)構(gòu)簡單、無二次污染、便于擴充氣體處理容量等優(yōu)點，是應(yīng)用前景良好的CO2氣體分離方法18。 1. 4 O2/CO2循環(huán)燃燒技術(shù) O2/CO2燃燒技術(shù)也稱為富氧燃燒技術(shù)，空氣分離/煙氣再循環(huán)法，首先由Horne和Steinburg于1981年提出。這種新方法的關(guān)鍵是確保應(yīng)用的鍋爐火焰和熱傳輸以及防止空氣泄漏進入爐內(nèi)。它是美國ANL開發(fā)的一種從鍋

17、爐排氣中回收CO2的新方法，用空氣分離獲得的近似純氧和一部分鍋爐排氣構(gòu)成的混合氣代替空氣，得到的煙氣經(jīng)脫水后CO2濃度高達 95%，其量的 70%75%循環(huán)使用19同時還具有相當(dāng)?shù)偷腘Ox排放和較高的脫硫效率的功能，是一種能綜合控制燃煤污染排放的新技術(shù)。規(guī)燃燒方式的煙氣中回收CO2的缺點是CO2含量一般為 14%16% 20，使得在低壓力下從以氮氣為主要成分的混合氣體中分離低濃度CO2的難度很大，分離設(shè)備復(fù)雜，成本高。如果在燃燒和傳熱等方面作進一步優(yōu)化，提高CO2濃度，將會使回收成本降低，帶來一定的經(jīng)濟效益。國外普遍就是通過改進生產(chǎn)工藝來提高尾氣中CO2的濃度，再用吸附、壓縮的方法回收CO2。

18、該技術(shù)既能直接獲得高濃度CO2，又具有排煙損失減少、鍋爐效率提高的優(yōu)點，但由于制氧設(shè)備和CO2的壓縮設(shè)備所需要消耗大量的電力，因此總的電站效率會有所下降，同時富氧燃燒在空氣泄露進入爐內(nèi)、空氣分離獲得氧氣代替空氣等方面還有許多問題需要解決。1. 5 吸附色譜法 吸附法是利用固態(tài)吸附劑對原料混合氣中CO2有選擇性的進行可逆吸附作用來分離CO2氣體。吸附劑在低溫（高壓）時吸附CO2，升溫（降壓）后解析CO2，通過周期性的溫度（壓力）變化，使CO2分離出來。吸附法可以分為變壓吸附法（PSA）和變溫吸附法（TSA），其中PSA法研究和應(yīng)用較多。吸附法的優(yōu)點是分離效能好，吸附劑使用壽命較長，但是吸附劑的使

19、用量較大，而且只適用于溫度較低的情況。近年來在色譜分離原理和變壓吸附原理基礎(chǔ)上推出的一種新工藝方法越來越受到人們重視。該工藝所用的吸附劑借鑒了色譜法中氣-液-固色譜固定相的制備方法，而連續(xù)工藝操作的流程則源于變壓吸附分離過程。色譜法的分離原理是使混合物中各組分在兩相間進行分配，其中一相是固定相，另一相是流動相。在流動相流過固定相時，會與固定相發(fā)生作用。不同組分性質(zhì)、結(jié)構(gòu)不同，所以與固定相作用的大小也有差異，因此不同組分在固定相中的滯留時間不同，從而按不同的順序先后從固定相中流出，達到分離目的。 1. 5.1 色譜法分類 色譜法有多種類型，按照組分在兩相間的分離機理不同，主要可分為吸附色譜法、分

20、配色譜法、離子交換色譜法和位阻色譜法等。吸附色譜法的固定相是一種固體吸附劑，流動相流過吸附劑時，利用不同組分在吸附劑上吸附能力強弱不同而分離。分配色譜法的固定相是負載在多孔惰性載體表面的涂漬液，當(dāng)含溶質(zhì)的流動相流過固定相時，利用不同組分在負載液上分配系數(shù)大小的不同實現(xiàn)分離。離子交換色譜的固定相是離子交換劑，利用不同組分在離子交換劑上親和力大小不同而達到分離效果。位阻色譜的固定相是有一定孔徑分布范圍的多孔材料，利用分子線團尺寸和形狀的不同而實現(xiàn)分離。按流動相物態(tài)的不同，色譜法可分為氣相色譜法和液相色譜法;按固定相物態(tài)的不同，可分為氣固色譜法（固定相為固體吸附劑）、氣液色譜法（固定相為涂在固體載體

21、上或毛細管壁上的液體）、液固色譜法和液液色譜法。 1.5.2 氣-液-固色譜法 為了達到更好的分析、分離效果，也出現(xiàn)了把幾種色譜綜合應(yīng)用的新方法。氣-液-固色譜法是其中之一。氣-液-固色譜法固定相由負載液體的吸附劑載體構(gòu)成，綜合了氣液色譜與氣固色譜、吸附色譜與分配色譜的特點。 1. 氣-液-固色譜的優(yōu)點 （1）選擇性強 所用負載液量很少，在吸附劑表面構(gòu)成單分子液膜，不但可以保持吸附劑合適的選擇性，也可以改變負載液的性質(zhì)和配比，從而使選擇性更大。 （2）負載液揮發(fā)度小 少量負載液在吸附劑表面形成單分子層，與吸附劑表面有較大吸附作用，所以不宜揮發(fā)。 （3）處理氣量大 載體和負載液的共同作用，可以提

22、高固定相容量，加大色譜的處理氣量。氣-液-固色譜固定相中的載體作用主要有兩方面，一是為負載液提供了擴展的表面，以增大與氣相的接觸面積，二是本身也起一定的吸附作用。 2. 載體性能要求 （1）有較大的比表面積和良好的孔隙結(jié)構(gòu) 大的比表面積和良好的孔隙結(jié)構(gòu)可以使負載液能均勻地分布成大面積的液體薄膜。但載體比表面積不宜過大，孔不宜過小，因為微孔孔徑不利于傳質(zhì)，中孔會產(chǎn)生毛細凝聚現(xiàn)象，使液膜厚度增加，加大傳質(zhì)阻力。 （2）形狀規(guī)整、強度好 載體要求形狀規(guī)整，粒徑分布不要過寬，以保證氣體通過時流動狀態(tài)良好。同時機械強度要好，裝床時不易壓碎。 3. 常用吸附劑載體 硅膠是由多聚硅酸經(jīng)分子內(nèi)脫水而形成的硅酸

23、干凝膠，SiO2四面體相互堆積形成硅膠的骨架，有豐富的孔結(jié)構(gòu)和大的比表面積。硅膠具有較大的比表面，而且表面的羥基具有一定程度的極性，常用作色譜載體、多相催化劑載體。近年來，隨著硅膠制備技術(shù)的進步以及吸附技術(shù)在石化、化工、醫(yī)藥、食品及環(huán)保等方面的不斷研究和開發(fā),硅膠的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。 活性炭是一種常用的吸附劑，利用木屑、稻殼、果殼、玉米芯、蔗渣、煤等原料，經(jīng)過破碎、篩分、成型、炭化、活化、成品處理等一系列工序加工而成?；钚蕴烤哂写蟮谋缺砻娣e、發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和相當(dāng)好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠耐酸、耐堿、耐熱，且顆?；钚蕴吭谖斤柡秃罂稍偕?；而且有一定的機械強度、生產(chǎn)成本較低等優(yōu)點，主要應(yīng)用在水處理、

24、化工制藥、采礦、氣體凈化、食品加工、糖脫色、環(huán)保等領(lǐng)域。在工業(yè)發(fā)達國家近幾年活性炭的應(yīng)用表明環(huán)保問題是推動活性炭生產(chǎn)發(fā)展及消費量增加的主要推動力，而且?guī)啄陜?nèi)環(huán)保問題仍然是活性炭生產(chǎn)發(fā)展及消費量增加的主要推動力21。 分子篩作為高效能的吸附劑被廣泛地用于不同工業(yè)部門和科學(xué)研究。1992年美孚公司JSBeck等22突破性地運用季銨鹽類超分子表面活性劑作模板劑，成功地合成了孔徑可調(diào)節(jié)的M4S中孔分子篩，并能通過改變合成條件控制材料的形態(tài)和孔徑。中孔分子篩的結(jié)構(gòu)和性能介于無定形無機多孔材料（如無定形硅鋁酸鹽）和具有晶體結(jié)構(gòu)的無機多孔材料（如沸石分子篩）之間，主要特征為：（1）具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)（2）孔

25、徑均一（3）經(jīng)過優(yōu)化合成條件或后處理，可具有很好的熱穩(wěn)定性和一定的水熱穩(wěn)定性（4）顆粒具有規(guī)則外形，且可在微米尺度內(nèi)保持高度的孔道有序性。在催化反應(yīng)、膜分離技術(shù)以及分子工程等方面均有顯著意義。MCM-41、SBA-15 是近年來新興的一種中孔分子篩。Youssef Belmabkhout23等用重量法研究了三胺擴孔硅型分子篩TRI-PE-MCM-41 對CO2的吸附，與沸石分子篩、活性炭、金屬有機框架材料相比，TRI-PE-MCM-41 顯示出很高的平衡吸附能力。在CO2與N2、CH4、H2、O2混合氣中，即使?jié)舛群艿投急憩F(xiàn)出對CO2很高的選擇性，表明TRI-PE-MCM-41 可以做氣體純化

26、劑。另外，水蒸氣的存在可以有效提高CO2吸附能力。Robert S. Franchi等24發(fā)明了一種新型的耐水CO2吸附劑，即把DEA（二乙醇胺）負載在擴孔MCM-41 上。與沸石分子篩、硅膠，無負載MCM-41 相比，負載DEA后MCM-41 對CO2吸附量明顯升高。隨著DEA負載量增大，CO2吸附量也隨著增大，當(dāng)負載量為 7 mmol/g時吸附量達到最大約 2.7 mmol/g。MCM-41 對有水蒸氣存在的CO2吸附時，與干CO2相比吸附量變化不大，跟沸石分子篩 13X相比有很大優(yōu)勢。Feng Zheng等25研究了乙二胺修飾的介孔硅型分子篩DEA- SBA-15 對CO2的吸附性能，用

27、固定床流動系統(tǒng)檢測CO2穿透時間和吸附容量。在 25一個大氣壓下，DEA-SBA-15 對混合氣中CO2（濃度 15%）的吸附量為 20 mg/g；在 22下，吸附劑對一個大氣壓下的純CO2吸附為 86 mg/g。吸附劑可以通過加熱完全再生，在常壓 200下可穩(wěn)定存在，加熱 110時DEA- SBA-15 完全脫附，水汽的存在不會影響對CO2的吸附，優(yōu)于以前報道的其它胺修飾的硅基吸附劑。Zhou Li et al 26把TEA負載到SBA-15 上，其CO2吸附選擇性明顯增強，吸附容量大大增加，分離系數(shù)是無負載時的7倍。并且可通過甲烷沖洗或抽真空方法使吸附劑完全再生，是變壓吸附分離CO2的很好

28、的吸附劑。在冶煉尾氣、汽車尾氣中都含有大量的CO2和CO，直接排放造成巨大的資源浪費和環(huán)境污染。CO2是一種重要的工業(yè)氣體，在食品、農(nóng)業(yè)、石油開采、國防等方面都有廣泛應(yīng)用。目前國內(nèi)外已開發(fā)了許多的CO2分離回收技術(shù)，目前常用的有化學(xué)吸收和物理吸附法?；瘜W(xué)吸收法存在的問題主要有設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、能耗高、再生困難等。吸附分離法不僅克服了其缺點，而且具有產(chǎn)品純度高，吸附劑壽命長、投資低等優(yōu)點，是一種理想的氣體分離方法。參考文獻1 譚大志, 范文杰, 張永春, DEA溶液吸收/再生CO2的研究, 化工工程師, 2005, 116(5): 6264 2 張學(xué)模，多胺法（改良 MDEA）脫碳及其裝置的擴能和生

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