范文一:合成试剂吸收二氧化碳
合成试剂二氧化碳吸收实验
【实验的目的】
考察本实验室合成试剂溶液浓度对瓦斯气中二氧化碳的吸收效果 【反应前准备的物品】
合成试剂,酚酞,生胶带,温度计,12Kg水,1000ml的烧杯,搅拌的玻璃棒,铁架台,放装置的桶形底座,称量药品的天平,PH试纸,3000ml的器皿。 【实验装置图】
P-9
装置简图
1 阀门 2 除油 3 流量计 4 反应塔 5 流量计 6
气囊 7 取样口
【实验的操作步骤】
1 将实验的装置连接好,检查装置的气密性。
2 配置不同浓度的合成试剂溶液,溶液的浓度(质量)为15g/L,30g/L,45g/L, 60g/L。
3 反应前在溶液中加入2滴酚酞,观察溶液的颜色,测定溶液的PH
值(采用酸度计或PH试纸测定)。
4 将溶液装进反应器中,溶液的装填量为3000ml。 5 调节流量计到制定的值,通入瓦斯气开始反应。
6 当反应中溶液的颜色变成无色时,表明溶液中的反应结束,确定溶液的PH值,记录反应的时间。
7 取下装有脱除CO2的瓦斯气集气袋, 测定气体中二氧化碳的含量。
【结果记录及分析】
实验记录表
以溶液的浓度为横坐标,以剩余瓦斯气中的二氧化碳含量为纵坐标画出趋势图。
范文二:可吸收二氧化碳的水泥
最近,英科学家发明出一种新型环保水泥,可有效吸收二氧化碳。
水泥,这个昔日被认为是排放二氧化碳导致全球气候变暖的“罪人”,在英国科学家的研究下,开始转变为吸收二氧化碳的有力武器。总部设在伦敦的Novacem公司首席科学家称,这种新型环保水泥的诞生意味着水泥行业将有望完成从“重大的二氧化碳排放者到重要的二氧化碳吸收者”的角色转变。其发明已经获得产业界和环保界的大力支持和资助。该公司也正在积极申请专利。
专家相信,这种采用新型原料的水泥将拥有巨大的潜在市场。全世界每年生产20亿吨水泥,这些水泥的生产占世界二氧化碳排放量的5%,超过整个航空业的年排放量。并且,人们对水泥的需求量是呈直线上升的。最近,法国农业信贷银行的一份报告预测,到2020年,全球水泥需求量将比现在增加50%。
传统水泥的生产会导致温室气体的排放,主要有两个来源:生产水泥的时候需要高温加热,因此需要耗费大量能量来对水泥窑里面的加工原料进行加热,比如石灰石。但是这些原料在分解的过程中会进一步释放出二氧化碳。具体来说,标准的水泥。也称为普通硅酸盐水泥,是由石灰岩或粘土加热到大约1500℃后形成。每加工一吨水泥会产生0.8吨的二氧化碳。当它最终与水混合用于建筑时,每吨水泥能吸收0.4吨的二氧化碳,因此每吨传统水泥的碳耗用量为0.4吨。
Novacem水泥以镁硅酸盐为基础原料,它不仅在制造过程中比标准水泥需要的热量少,而且在硬化过程中还能够有效吸收空气中大量的二氧化碳,这使得生产总体上是“碳负性”的。Novacem公司的水泥,在加热的时候不会释放出二氧化碳。其生产过程是在大约650℃的低温下运行。这样生产一吨水泥只排放O.5吨二氧化碳。且Novacem水泥在硬化的时候可以吸收更多的二氧化碳,大约每吨水泥能吸收O.6吨,因此,不会产生碳足迹。
由Vlasopoulos和他的同事在英国伦敦帝国学院成立的No-vacem公司已经引起了一些大型建筑公司和投资机构的注意,No-vacem公司已经启动了一项由英国政府技术战略委员会资助的价值150万英镑的项目,建立了一个试验性工厂。如果一切进展顺利,Novacem水泥产品将在五年内投入市场。
生态区域发展环保组织建设顾问、兼英国土木工程师学会环境和可持续发展小组成员乔纳森?艾塞克斯对新型水泥的发明表示了欢迎,他说:“英国气候法案要求我们减少二氧化碳排放量,这就要求每个部门都应该发挥作用。建造业在环境影响方面尤其需要承担更大的责任。”艾塞克斯还表示,希望Novacem公司可以在提供竞争性价格的基础上,不断研发改进技术,开发出二氧化碳吸收量更大的水泥,而且希望该公司利用可再生能源对熔炉进行加热。
在得知这种新水泥产品在整个生命周期中每吨可吸收0.6吨二氧化碳,而每吨标准水泥会释放0.4吨二氧化碳的事实后,碳基金商业鼓舞雷切尔?纳特说:“从这一点来看,它相当吸引人,真正的挑战在于产品的供应链,比如要选择什么样的伙伴把它推向市场?水泥的最终产品也是一个问题。如果最终产品为装饰应用材料,如地板,那显然不如应用到建筑方面获益大。”
之前,为了使水泥更环保,人们采用不断在水泥混合物里添加骨料的方法,但这仍然没有解决在制造水泥的过程中要产生二氧化碳的问题,有的在水泥混合物里面使用聚合物,但是对市场的影响也不大。新型水泥的问世很好地解决了这一问题。
但是,英国水泥协会的发言人在综合分析原料的地质情况和在全球的分布后,对这种新型水泥的影响提出质疑,认为这种水泥对于大量的建筑来说并不是一个现实的替代品。Vlasopoulos则回应称,全球有丰富的镁硅酸盐资源,储量高达10万亿吨,此外,新水泥的生产工艺是属于化学性质的,这意味着它也可以利用各种含镁成分的工业副产品作为原料,他相信这种材料将足以用于建筑物,但同时也承认获得使用许可证需要几年的时间。
范文三:二氧化碳的吸收
二氧化碳的吸收
背景:
载人航天器密封舱,航天员在其中生活会不断产生 CO2,其对人体的伤害尤为显著,其中最主要的危害 就是刺激人的呼吸中枢,致使呼吸急促,进一步导致烟气吸入量的增加,并且还会引起头痛、神志不清等 症状。我们知道,人在流动的空气中总会感觉神清气爽,不会有不适感觉,那是因为新鲜空气中 CO2所占 的比例约为 0.03%,但是如果处在空气流动不畅的室内,就会消耗一部分空气中的氧气,进而产生大量二 氧化碳, 从而导致处于这种环境中的人员显现出程度各异的中毒症状, 严重的时候可能致人死亡。 因此航 天器座舱内的 CO2浓度必须低于一定的数值才能保证航天员的正常生存。故载人舱内必须有 CO2去除装置 除去多余的 CO2。而在我们小组设计的处理 CO2的系统中,我们认为 CO2时时刻刻都在产生,但当其含量 较少时,不会对人体造成大的伤害,即处理 CO2的系统没有必要时刻进行反应,故在反应之前,应先对其 进行吸附浓缩,当浓度传感器测得吸收系统的 CO2浓度达到预设值时,开始启动后续系统,以保证反应的 高效性。
方法:
采用用固态胺吸附 CO2, 在解吸并将 CO2聚集。 再生固态胺的方法是一种较为折衷的方案, 简便易行。 原理:
固态胺树脂为球形多孔介质,内部有许多微孔,比表面积很大。树脂中的微孔使得它有很强的吸附能 力,能够吸附空气中的各种成份。但因为 CO2能够和固态胺产生反应,所以吸附 CO2的能力强于空气中的 其它成分;而水蒸气的饱和压力比较低,容易在树脂的微孔中冷凝,也容易被吸附。因此只考虑树脂对这 两种成份的吸附。吸附二氧化碳的固态胺是引人胺基的树脂,属弱碱性阴离子交换树脂。吸附原理是固态 胺与水反应生成胺的水合物,再与二氧化碳反应生成碳酸氢盐。
综合反应:-++?++3
22222HCO NH R O H NH R CO 在没有水的条件下也可以发生反应,但吸附量要少。固态胺与 CO2的反应是可逆的,正向反应放热,逆向 反应吸热。一般吸附温度应控制在 20~30℃。树脂湿含量对反应有明显的影响。在常温常压下固态胺树脂 床含水量为 25%~ 30%时吸收 CO2能力最强,如湿度太大,当固态胺表面形成水膜影响空气流向树脂微孔 的扩散时,则会使固态胺吸收 CO2的能力和速率大大降低,而脱吸是吸热反应,吸收了 CO2的固态胺被加 热后将会把 CO2释放出来。 常压下床层温度达 60℃以上时固态胺将开始解吸, 当温度达 85℃以上时解吸速 率加快 , 温度越高解吸越快越彻底,但温度太高将给装置结构和工艺带来难度。通常控制床层温度达 90~ 100℃为宜。故在反应平衡状态,如果加入热量则使反应逆向移动, CO2被排出,即可实现收集过程。 过程:固态胺清除 CO2的过程,从一个床单元看是间歇式作业,即每一个床层都经过吸收,脱吸,吹冷 的三段往复循环过程。将多个床按一定时间间隔配布可组成一个不断清除 CO2的连续作业系统。固态胺清 除 CO2装置的工艺流程原理框图如下图所示。含有 CO2的舱室空气经风机进入固态胺床, CO2被固态胺吸 收,洁净空气经通风管道返回送风系统再利用。吸收阶段结束后转入脱吸阶段,利用吸收过程产生的热量 输入蒸汽发生器中,使得水槽中的水变成水蒸汽,并以一定速率通入固态胺床,加热固态胺进行再生, CO2脱吸出来后随同蒸气进入冷凝器,水蒸气被冷凝下来至水槽,泵入蒸气发生器循环使用, CO2气体冷却后 进入 CO2气囊,当气囊收集的二氧化碳浓度达到预设值时开始进行下一步。
范文四:吸收二氧化碳气体的陶瓷
因子检测试纸, 目前已在全国 10 省区 129 家医院临床 可用一辈子的“灯泡” 试用 87865 人次, 在河南、江苏、内蒙古等省区普查和体
检 23879 人次, 对癌症患者的总检出率达到 72% 。 河南一 种新型“灯泡”有望在未来代替现有的白炽灯和 省启明星生物技术有限公司总工程师、研究员 , 普通家庭安装这种寿命极长的灯后将“一劳永 日光灯陈冰铨经过长期研究发现, 在致癌过程中致癌物经代谢 逸”, 再也不用为换灯泡而烦恼。剑桥大学材料学家汉弗 激 活 后 损 伤 引 起 癌 基 因 活 化, 最 终 导 致 细 胞 癌 , DN A 莱斯教授说, 这种装上后就无需更换“灯泡”的核心乃是 变, 并有金属蛋白酶、糖蛋白及其释放出来的片断或具 近年来研制出的新型氮化镓材料。 有特殊活性的多肽环等成分激增, 这些与癌变相关的因 该“灯泡”有可能成为自爱迪生发明钨丝灯以来, 照 子可随尿液排出体外, 并可与某些离子发生络合反应, 明技术领域最大一次技术突破。 形成蓝色络合物。据此, 陈冰铨用醇、锶以及其他一些金 他说, 普通灯泡最多能用 1000 小时, 而氮化镓发光 属有机物经过特殊处理, 制成与肿瘤相关因子发生敏感 二极管寿命可长到 10 万小时, 是前者的 100 倍。这意味 反应的试纸。该项研究已通过河南省医药管理局组织的 着, 对并非连续使用照明的家庭来说, 这种“灯泡”可以 专家论证。 使用一辈子。氮化镓发光二极管的另一显著优点在于它
仅需普通灯泡五分之一的电能就可产生与其同等的亮
度, 这对于节约能源和减少发光所产生的温室气体的排
放都有重要意义。
氮化镓在电流通过时可发出较强蓝光, 在其中加入 检测材料损伤的技术 适量的铟元素后还可改变其发光颜色。如果在由氮化镓
制成的发光二极管外涂覆磷元素, 即可获得产生白光的
日本物质工学工业技术研究所复合材料部的津田 二极管, 它可作用普通白炽灯或日光灯的替代品。
浩研究员, 利用光纤的光干涉现象, 开发了检测材料产
生损伤的关键技术。 材料发生损伤时, 由于材料内部变
形释放而引起振动, 可用光干涉计检测出随其损伤发生
引起的振动。 这种方法具有不受电磁波妨碍; 可实现计
测系统的轻量化、精度高; 容易安装等优点。
用光纤检测伴随材料损伤引起的振动时, 在内部传 俄罗斯开始研制飞碟 播的光信号受到不连续的相位变化, 这次开发的关键技
术, 是利用光 的 干 涉 检 测 这 种 光 信 号 的 相 位 变 化 的 技 幻想有时是能成为现实的。 两年前, 俄罗斯萨拉托 术。 夫市的一些航空工程师们就试图把科幻小说中的飞碟 为验证相位变化与材料变形之间存在的关系, 采用 变为现实。 经过努力, 他们成功地研制出了一个取名为 () 了碳纤维强化塑料 进行拉伸试验, 结果表明, 产 C FR P “生态与进步”的小型飞碟样机。 生大规模拉伤时, 出现高振幅高频的光干涉波, 此外, 该 按照设计要求, 这种飞碟航速为每小时 700 公里, 项技术能够检测出用应变仪不能计测的微小损伤。 可载 1000 多人。 它装有一个气垫系统, 可垂直起降, 并 彭涛摘自日刊《机械技术》 可在任何地形上降落, 包括山地和水面。据悉, 它的外形
设计还是受一部旧科幻电影启发的。
设计人员称, 鉴于这种新型飞行器完全有别于所有
其它运 输 工 具, 因 此, 它 的 研 制 堪 称 是 朝 着“飞 行 新 概
念”迈出的第一步。
由于俄罗斯经济不景气, 目前该项目因资金匮乏而 吸收二氧化碳气体的陶瓷 面临着搁浅的危险。设计人员希望当局或国外能提供资
日 本 东 芝 公 司 开 发 了 一 种 陶 瓷, 它 在 与 450?,
700?温度范围的 气体接触时, 产生化学反应, 可吸 CO 2
收相当于自身体积 400 倍左右的 气体。CO 2 ()网友 , 帮助完成该项目。 金
该公司采用吸收 气体能力强的锂锆矿石作为 CO 2
吸收 气体的陶瓷材料, 其吸收 的能力相当于以CO 2 CO 2 河南研制出肿瘤检测试纸 往吸收材料的 10 倍。
另 外, 该 材 料 只 要 与 高 温 气 体 接 触 即 产 生 化 学 反 用一条白色试纸放入尿液中 2, 3 秒, 取出 1 分钟 应, 将气体中的 变成碳酸锂, 并以液态形式吸收到CO 2 后观察其颜色的变化, 以判断是否患有癌症。 这种由河
发明与革新?1999111 IN V EN T ION & IN N OV A T ION 38
多孔隙陶瓷中, 因此, 无需产生化学反应的复杂装置, 能 , 这种“识别”人脸的电脑系统 容量无疑相当底大。 目前
够构成低成本、高效的 吸收系统。至少可用于监视工厂或重要机关的大门。 CO 2
马宏通译自俄《科学与生活》 同时, 该材料作为陶瓷特性的高温环境下的耐久性
也优异, 能够从高温、高压气体中分离 , 而以往是无CO 2
法实现的。 转弯不减速的列车 吸收 气体的陶瓷, 如再加热, 又可放出 , 可 CO 2 CO 2
恢复其作为吸收 的陶瓷材料性质反复使用。CO 2 德国铁路上出现了型号为 1E T 的高速列车。它的时 彭涛摘自日《东芝评论》速可高达 230 公里。它与众不同的是遇到转弯的地方几
乎无需减速, 而能像摩托车那样侧身飞越, 该列车头部
安装有特殊的传感装置, 能自动测量弯道的半径, 电脑烧木屑的热电站 则由此计算出列车应当倾斜的角度, 它的最大倾斜度可 达 815。? 一座由德国设计的新型热电站正在荷兰凯克镇动 由于在弯道上无需减速, 该列车自然可比普通列车 工兴建, 它将是欧洲最大一家靠当地木材加工庖料发电 提前到站。 据测算, 在某些线路上列车运行时间可缩短 的热电站, 它的炉灶里每秒钟需燃烧 8 公斤多的木屑、 20% 。 刨花及锯末, 一年则需要大约 25 万吨这些木材下脚料, 马宏通译自俄《知识就是力量》 热电站功率为 25 兆瓦。
马宏通译自俄《科学与生活》
多用途超轻型自行车
电 子 暗 探
德国开姆尼茨大学的工程师们制作出一辆名曰“菲
拜尔”的多用途自行车。 该车车架采用质地轻盈但又非 , 按 照 美 国 军 方 的 要 设 在 德 国 波 鸿 市 的 鲁 尔 大 学常牢固的强化含碳纤维塑料制成, 车名正由此而来。 这 求, 在美国人工智能专家的协助下, 研制出识别人脸的 种超现代化的材料, 目前仅应用于航空及宇航方面。 这 计算机程序, 安装有摄像机和该程序的电脑, 可在大街 种车架比之于钢质和铝质车架更坚固更轻巧。全车总重 上行走的人群中将追寻的罪犯“认”出来。 仅 12 公斤。 后轮上还有一个柔韧的、富有弹性的弹簧 该程序的工作原理与人的大脑中专管识别熟人的 架, 这个“弹簧”也是由含玻璃纤维的塑料制成的, 安装 区域相似, 在人群中闪现的每一个面孔都将接受 70 个 在车架上。 定点监测, 这些监测点主要分布在眼、鼻、口等部位, 每 这架安装有 16 个负荷传感器的“菲拜尔”自行车, 个点将提取 80 个数据资料, 并当即与被通辑者脸部的 在包括鹅卵石路的各种道路上的试验行驶了 160 公里, 相应数据进行对照, 电脑每秒钟能处理 12 个摄像镜头, 甚至还从楼梯上骑下来。试验结果由挂在车架上的轻便 每分钟可辨认 8 个人, 即使是罪犯刮掉蓄了三天的胡子 电 脑进行记录, 结果表明,“菲拜尔”能承受的负荷超过 或戴上眼镜, 也逃不过它的火眼金睛。 德国技术标准 5—8 倍。 目前正考虑进行批量生产。 当然, 问题的复杂性在于单就美国而言, 被警方搜 马宏通译自俄《科学与生活》 捕的罪犯有将近 4 万人之多, 提供摄像机搜寻的资料库
范文五:化学溶剂法吸收二氧化碳试剂综述
,,,,年二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集 化学溶剂法吸收二氧化碳试剂综述 宋微张永春陈绍云 (大连理工大学精细化工国家重点实验室,大连,,,,,,) 摘要:总结了化学吸收法吸收剂、物理吸收法吸收剂及近两年来出现的新型吸收剂的结构特点、反 应机理、存在的问题、应用的情况及研究进展,对今后的研究方向提出了建议。 关键词:二氧化碳;吸收;化学溶剂法;吸收剂 引言 二氧化碳是一种宝贵的碳资源,可以被广泛用于多种领域,如能有效地将其开发利用,就可源源不断地为我们提供碳资源。但二二氧化碳排放后如不能形成良性循环,会引起温室效应,阻碍人类走持续发展的道路。目前包括我国在内的世界多数国家都签订了《京都议定二,,》;说明控,,,氧化碳的排放量,已成为世界各国十分关注的问题。我国二氧化碳的来源非常丰富,但由于回收二氧化碳的措施不利,每年回收再利用的二二氧化碳还不足总排放量的,,,既加剧了温室效应,又浪费了宝贵的碳资源【,(,】。 目前吸收二氧化碳的方法主要有:化学溶剂法、膜吸收法、,,,,,,燃烧法、等〔,,,。其中化学溶剂法吸收二氧化碳广泛应用于天然气、炼厂气、合成气及烟气等排放源。为了进一步提高吸收剂的吸收能力、降低腐蚀性、减少因挥发而造成的损耗及再生时的能耗,人们一直致力于开发更为高效的化学溶液吸收剂并取得了重要进展。按照吸收的原理不同,化学溶剂可分为化学吸收剂和物理吸收剂。 化学溶剂法吸收剂 化学吸收法是通过,,,与化学溶剂发生化学反应来实现,,,的分离并借助其逆反应进行溶剂再生。,(,原始化学溶法吸收剂 最早人们使用使用热碳酸钾、氨水和强碱。 碳酸钾水溶液能够吸收二氧化碳气体生成碳酸氢钾,碳酸氢钾在加热的情况下不稳定再分解生成二氧化碳。这个反应是个可逆反应,人们利用这个反应原理吸收和分离二氧化碳,但是此反应吸收能力有限,再生温度高,且有腐蚀性,因而,人们尝试添加其他的活性试剂来改良此种方法。如本菲尔德法、砷一碱法、卡苏尔法和改良热酸钾法,加入了像,,,的醇胺、,,,,及,,,,,,增加了吸收能力和抗腐蚀能力,降低了再生能耗【,,,。 氨水溶液显碱性,因而能够较好吸收二氧化碳,但是其缺点是腐蚀性强,易挥发。但是氨水与二氧化碳反应生成碳酸氢铵是农业上广泛应用的氮肥,因而, 有些企业用来脱除和回收电厂的二氧化碳,获得双重收甜,,,。 强碱主要包括苛性钠和苛性钾,由于它碱性很强,这使得其吸收二氧化碳的能力高,但同时不易再生,对设备腐蚀严重,不利于规模化应用。,,, ,,,,年二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集 ,(,有机胺吸收剂 目前工业上广泛应用的是有机胺溶液吸收二氧化碳,主要分为两类:醇胺和多氮有机胺。此类 吸收剂吸收效率高,再生能力强,但同时它也存在着问题,如腐蚀性强、易降解等。 ,(,(,醇胺吸收剂 醇胺吸收剂按照结构可分为:常规(醇胺和空间位阻胺。 常规醇胺分为:伯胺:一乙醇胺(,队)、二甘醇胺(,,,);仲胺:二乙醇胺(,,,)、二异 丙醇胺(,,,,);叔胺:三乙醇胺(,,,)、,(甲基(二乙醇胺。 常规醇胺吸收二氧化碳的反应机理如下: 伯胺和仲胺吸收二氧化碳会生成稳定的氨甲基酸盐,氨基甲酸盐受热会释放二氧化碳。 ,,,,,,,,,,,?,,心,,,,一,,,,,,,, ,,,,?,,,,,,,,,— ,,,,,,一铮,,,,一 ,,,,,,,?,,,,一,,, 叔胺氮原子上无氢质子,无法反应形成两性离子,因此三乙醇胺溶液不象一乙醇胺和二乙醇胺那样能直接与,,,反应。,,,,,,,,,和,,,,,,,,,,考察了高,,值为,,
时,二二氧化碳与,,,的反应,他们认为发生了如下的反应:,,值低于,,时,以上的反应可以忽略不记,在水溶液中会发生如下的反应: 一,;—,…一牛;—,俩 该反应的机理尚未完全弄清楚,通常认为胺在这里起到了类似催化剂的作用?”,即游离胺与水之间的氢键增强了水与;,,反应的活性,从而促进了,,,的水化。,,,,,,,,,等人,,,,研究了较高浓度的,,,,的反应,认为,,,,作为均相催化剂,其作用大人地超过了,,一的影响,而离子强度对催化水化的影响并不显著。 此种吸收剂吸收负荷有所提高,但吸收速度较伯胺、仲胺慢。 空间何阻胺: 如,一氨基(,(甲基(,(丙醇(,,,), 此类化合物中至少有一个仲氨基与一个仲或叔碳原子连接(位阻胺冈与氮原子相连的碳原子是一带有支链的取代基,从而产生了,卜常明显的空间 ,,, ,,,,年二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集 位阻效应,使有效氮从不同位置与,,,反应,大大加快了反应速率,理论上每,,,,位阻胺最大吸 收, ,,, ,,,,活化剂利用率增加,过程收率提高(此外,由于生成的氨基甲酸盐极不稳定,;;,解 吸容易,使蒸汽消耗降低。 关于空间位阻胺对,,,的吸收,不同的研究者提出的反应机理并不一致,以研究最广泛的,,, (,(氨(,(甲基(,(丙醇)为例,,,,;,,,,,等认为其反应机理与伯胺、仲胺相同,按两性机理进行主要反应如 下: ,,,,,,,,亡,,,,,,,一,,,,,, ,,,,,,。为,,,的氨基甲酸盐阴离子,由于空间位阻的影响,又水解生成,,,和,,,,?。 ,,,,,,一十,,,?,,,,,,,,— ,(,(,多原子氮有机胺: 为了提高有机胺溶液吸收,,,的容量,寻找性能优异的,,,吸收剂,经过实验研究发现结构中 含有多原子氮的有机胺具有较高的吸收负荷。如,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,盖群英【, ,】等选择羟乙基乙二胺 (,,,)作为吸收剂,结果表明,,,中的胺基比,,,中的胺基吸收,,,能力要强,但在解吸能力 方面,,,要比,,,要差。尽管如此,在相同浓度下,再生后的,,,比再生后的,,,吸收,,, 的能力要强。由于,,,的结构中包括了两个胺基,使得它与,,,溶液相比更有利于吸收和解吸,,,。项菲等人,,驯对混合有机胺吸收烟道气中的,,,进行了实验研究。他们利用,,,,(,乙烯三胺),,,,,、,,,,(,,,烯四胺),,,,,混合有机胺水溶液,在舣搅拌釜反应器中吸收模拟烟道气中的,,,,结果表明,在,,,,中加入少量烯胺,,,,、,,,,,可显著提高,,,吸收速率和吸收容量,其吸收效果优于常朋的,,,和,,,。哌嗪,作为脱碳溶液活化剂常常见诸于文献报道。,,,,,(,(,,,,苑元等人,,,,对,,,,水溶液的活化剂哌嗪和,,,的活化效果进行了定量比较,同时对活化剂的高温降解性能以及降解后的吸收、解吸和起泡性能进行了研究。研究结果显示,哌嗪和,,,均能加速吸收,,,的速率,在加入量相同时,哌嗪的促进作用优于,,,;,,,对解吸速率的促进作用优于哌嗪;以哌嗪为活化剂的水溶液,降解后吸收速率降低,,,,以,,,为活化剂时,降低,, ,,;降解后的溶液更易起泡。最近,,, ,,, ,(和,,,,, ,(,,, ,研究了低压下哌嗪对,,,在,,,,水溶液中的负荷的影响(实验结果表明,在,,,分压较低时,添加少量的哌嗪活化,,,,,可以提高,,,在,,,,水溶液中的负荷。 由此可见,醇胺结构式中至少具有一个羟基和一个氨基,羟基可以增强醇胺的水溶性,减低了反应的蒸汽压,而氨基在水溶液中显碱性,可以
吸收酸性的二氧化碳气体。多氮有机胺,可以提高二氧化碳的吸收量。,(物理吸收剂 物理吸收是利用原料气中的溶质,,,在吸收剂中的溶解度较人而除去的方法。一般吸收采用高压及低温,解吸时采川减压或升温,减压解吸所需再生能量相当少。该法的关键是选择优良的吸收剂,所选的吸收剂必须对,,,的溶解度大、选择性好、沸点高、无腐蚀、无毒性、性能稳定。 典型的物理吸收剂有,,,(甲基吡咯烷酮、聚乙二醇二甲醚、甲醇、碳酸丙烯酯等。 以,(,一甲基吡咯烷酮为吸收剂的方法称为,比咯烷酮法。吡咯烷酮具有对,,,溶解度高、粘度较小、沸点较高、蒸汽乐较低等优点。该法特别适应气体压力人丁(, ,,,的场合,但由丁,(,,甲基吡咯烷酮较贵,冈此应用受剑限制。,,, ,,,,年,氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集 以聚乙二醇二甲醚为吸收剂的脱碳过程称为,,,,,,,法?,。聚乙二醇二甲醚是一种淡黄色透明的有机液体,无毒、无特殊气味、冰点低、沸点高、化学性质稳定、腐蚀性低,是理想的物理溶剂。但由于聚乙二醇二甲醚价格昂鬓,投资及操作费用均较高,因此该法在国内实际应用较少。 以甲醇,,川为吸收剂的叫低温甲醇法,是由德国林德和鲁奇公司联合开发的,在,,, ,,,,温度为(,,”,,?范围内可同时脱除,,,和,,,。,,,可脱至,,,,,×,,,,,,,可脱至,(, ,, ,,。该法的特点是不会加湿原料气,并且再生能耗低,此法在国内外均有较广泛的应用。 碳酸丙烯刮,,,为吸收剂的脱碳方法叫碳酸丙烯酯法。碳酸丙烯酯对,,,、,,,的溶解度较大,具有溶解热低、粘度小、蒸汽压低、无毒、化学性质稳定、 无腐蚀等优点。该法,,,的回收率较高,能耗较低,但投资费用较高。此法在国内也有一定的应用。 环,,(砜:周文来等?,,,人对加入了环丁砜的,,,,溶液吸收二氧化碳的热力学和动力学进行了研究,发现在,(甲基二乙醇胺的浓度不变的条件下,随着环丁砜浓度的增加,吸收反应的表观吸收速率常数减小。在同一温度下,待吸收量对时间作图呈现良好的线性关系,同时也证明了文献关于该吸收二氧化碳的反应是拟一级反应的结论。环丁矾浓度的增加会增加体系的粘度,减小了体系中各组分的扩散系数,从而使混合溶剂吸收二氧化碳的速率降低,表观吸收速度变慢。 ,,,(丁二酮:艾宁例等人在,,,,溶液中混入,,,(丁二酮,研究结果表明,相同条件下,此种混合溶剂吸收,,,的速率高于其他两种混合溶剂(,,(,,,,),,(,,,水;,,(,,,,),,(,,,,,(环,?砜),(,,,水)。,(新型吸收剂 随着对离子液体研究的蓬勃发展,有人以离子液体鑫趸嘉占痢,胱右禾迨侵冈谑椅录跋嗔谖露认峦耆衫胱幼槌傻挠谢禾逦镏剩渥畲蟮奶氐闶羌负趺挥姓羝梗任榷ㄐ院谩е荩源丝勺魑肪秤押玫姆从头掷虢橹省,幌盗醒芯勘砻鳎悖埃苍诶胱右禾逯械娜芙舛缺绕渌寤鸬茫保玻罚玻埂扯唷,玻埃埃材辏南祝妫常埃晔状伪ǖ懒撕氨基的离子液体——,((,一氨基丙基)(,(丁基咪唑氟硼酸盐的合成, 它吸收,,,的能力接近,(,,,,,,,,,,,但黏度较大是影响其应用的最大问题。因此,使用离子液体特别是含氨基的离子液体可望成为一种有效且环境友好的脱除,,,的方法。吴永刚川等人以,一甲基咪唑和,(溴丙胺氢溴酸盐为起始原料,合成了一种含氨基的离子液体——,,(,(氨基丙基)(,一甲基咪唑溴盐,总产率为,,(,,,结果表明,该离子液体能够有效地吸收,,,,在,,?和,,,, ,,—,,质量分数为,,,的离子液体水溶液吸收,,,至饱和时, 溶液中,,,的摩尔分数可
达,(,,,,,,,,,,,,,,接近理论吸收量,(, ,,,,,,,,,,,在,,?的真空状态下,吸收的,,,能够完全解吸,重复吸收实验表明,该离子液体吸收,,,的能力无明显下降。 氨基酸盐:目前,利用,,,(氨基酸盐)吸收,,,逐渐引起人们的关注。相比常用的醇胺,氨基酸盐具有挥发性小,较大的表面张力,抗氧化能力强等优点。,,(甘氨酸钠)作为一种常见的氨基酸盐,曾用于宇宙飞船等密闭空间内吸收人为排放的,,,。,,,,,, ,,,,,,,,实验研究结果表明,甘氨酸钠溶液对,,,有较大的吸收负荷。赵伟等人,,,,对甘氨酸钠溶液吸收,,,及再生进行了研究,结果表明,,,,溶液对,,,的吸收速率比常用的醇胺快;温度对,,的吸收速率的影响较为明显;,,溶液的浓度越高吸收量也越大,但吸收负荷却越小;随着再生温度从,,, ,增加到,,, ,,,,溶液的再生效率从,,(,,增加到,,(,,。,(混胺 对(丁(单组分化学吸收剂来说,吸收与解吸是一个矛盾,一般吸收能力好的溶剂解吸能力相对较筹。化学吸收剂吸收量较人,吸收速率较高,分离同收纯度高,但由丁,发生了化学反应,再生必须通过破坏化学键才能解吸出二氧化碳,再生能耗高,同时,这类试剂抗氧化能力差,易降解,腐蚀性强,还易出现起泡、夹带现象,冈而给(,:业化生产带来了很多不必要的浪费。而物理吸收剂选择 ,,, ,,,,年二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集性差、回收率低。但其解吸时不需要破坏化学键来产生,,,,因而消耗热能比化学吸收法小。为了能够找到既有良好吸收性能又有不错的解吸性能的溶剂,学者想到了采用混合配方作为吸收剂的方法,因此用混合溶液富集,,,的设想逐渐引起人们的重视。其主要想法是把吸收量较大、腐蚀性低、能耗小的试剂与反应速率较高但吸收量相对较低的试剂相混合,从改善溶剂配方入手来达到提高捕集和同收,,,效率的目的。目前已有一些学者对此进行了研究,,,,,,,等,,,的研究表明,在,,,,溶液中加入少量的,,,可以明显的提高,,,的吸收速率。,(,,,,,,的,,,,实验结果显示混合有机胺溶液用于吸收,,,时,与其他传统的胺溶液吸收方法相比较,溶剂再生所需热能少,腐蚀速率以及溶剂损失也要低于传统方法。一些中试结果,,”,】表明,混合胺溶液富集,,,的方法具有能提高吸收速率、节约再生能耗、降低腐蚀等优点。结束语 化学溶剂法在工业上主要应用于净化尘气、炼厂气及天然气、锅炉烟气这些低浓度二氧化碳气源。目前工业中主要用,,,、,,,,等有机胺溶剂吸收二氧化碳,但这类物质存在着腐蚀性强,易降解,能耗高,造成环境污染等问题,通过以上论述,我们可以寻找具有羟基的多原子氮的、较高空间位阻结构的有机胺进行研究,这样的结构可以提高吸收能力降低再生能耗,同时,也以考虑将多种胺进行混合,从而优化其捕集和回收二氧化碳的能力;另外,离子液体和氨基酸盐也是值得研究的新试剂,此类物质比较稳定,再生能耗低,可循环使用性强,且环境友好。改善溶剂配方是改善二氧化碳吸收和解吸能提高经济效益的根本方法,是今后的研究重 点。参考文献:【,】肖亚平,贝涣川(二氧化碳温室效应对策【,】(现代化工,,,,,(,(【,】许勇(二氧化碳化学的发展和利用(化工进展【,】(,,,,(,(【,】刘晓华(温室气体,,,的控制与处理研究进展【,】(天然气,,:业,,,,,(,(,,】,赵鹏(世界气象专家确认全球呈变暖趋势【,】(中国科学报,,,,,(,,(【,】王少立(直面“京都议定书”【,】(国际石油经济,,,,,,,,(,):,,【,】尚义申(吸收
和同定二二氧化碳的技术【,】(日本的科学和技术,,,,,(,(,,, ,,,,, , , ,,(,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,(,,,,,〔,〕(,,,,(,,,(,,,(, ,, ,(,,,,—,,,,,【,】周泽兴(火电厂排放,,,的分离和回收固定技术的研究开发现状【,】(环境科学进展,,,,,(,((【,】姊向群,孙亮,张林。中空纤维膜基吸收法脱除空气中二氧化碳的研究【,】(高等化学工程学报, ,,,,(,(【,,】周忠清(二氧化碳的分离同收,,,艺【,】(湖北化工,,,,,,,(,),:,,(【,,】中树芳,,干换荣(二氧化碳的排放与分离控制技术简介【,】(化学教学,,,,,,,(,,)(,,,〕,,,,,,,,,(, ,,, ,,,,,,,, ,(,,,;,,,,, ,,,,,,, ;,,,,, ,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,;,,,,,〔,〕(,;,, ,,,,( ,;,,,,,,,,(,,(,,):,,,,,,,(『,,〕,,,,,,,,(,, ,,, ,,,,,,(,(,(,(,, ,,, ,,,,,,;, ,,,,,,, ,,, ,, ,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,, ,?,,,,, ,,, ,,,(,?,,,,, ,,,,,,,,,(,,(,,,,,,,, ,,,,,,〔,〕(,,,,(,,,—,;,(,,,,,,,(,):,,,—,,,,,,〕,,,,,,,,,(,(, ,,, ,,,,,,(,,(,,,,,, ,,,,,,, ,,,;,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,, ,?,,,,, ,,,,, ,,,,,,,,〔,〕(,,,(,,,(,,,,(,,,,,,(, ,,,,,,,(, ,)(,,,(,,,〕,(,,,,,,,,,,,,,,,, ,,, ,卫,(,,,, ,,, ,,?,,, ,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,,,,,,,, —,,,,,,,,,, ,,,,, ,,,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,;,,,,,,(,,,(,;,(,,。,,,,,,,,,—,,,,, , ,〕,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,(,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,, ,,, ,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,, ,,, ,,;,,,,,,,,, ,,,,;,,,,, ,, ,?,,,,, ,,(,一,,,,,,,,,,,,,,,),,,,,,,(,,,),,, ,,,,,, ,,,?,,,,, ,,, ,,, ,—,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,〔,〕(,,,(,,,(,,,,(,,,,,,,,,,,(,):,,,,?,,,,(,,, ,,,,年二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集 【,,】盖群英,张永春(有机醇胺溶液吸收二氧化碳的研究【,】(现代化工,,,,,,,,,(,,):,,,( 【,,】项菲,施耀,李伟(混合有机胺吸收烟道气,,,的实验研究【,】(环境污染与防治,,,,,,,,(,):,,,,,, ,,,,,,,(【,,〕,,,, , ,(,,,,,,,,,(,,, ,,,,,,;,,,,,【,】,,,, ,,(,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,”,,,,,,,(,,”,,【,,〕苑元,张成芳,徐国文(,,,,脱碳溶液(,,业活化剂
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