水合物法分离烟气（CO2/N2)中二氧化碳实验研究

Abstract

温室效应已经成为全球性的气候问题，控制CO2排放的主要对策是积极发展CO2的捕捉封存技术。针对于CO2的集中排放源，目前有多种技术可以应用于CO2的分离。与传统的分离方法相比，水合物分离技术在电厂烟气中的CO2分离、提浓方面更具潜力，水合物法分离技术作为新型分离手段具有广阔的应用前景。 针对目前水合物法分离CO2/N2混合气操作压力较高的技术瓶颈，本文首先进行了水合物促进剂的筛选实验，叔丁基甲醚体系的诱导时间过长，不符合快速生成水合物的技术要求，首先得到排除。再通过测定一定温压范围内的四丁基溴化铵（TBAB）和四氢呋喃（THF）促进剂作用下的相平衡条件来判断比较其降压效果。结果表明：CO2/N2/TBAB体系的水合物生成条件优于CO2/N2/THF体系。 选定TBAB作为促进剂，进行了定容分离实验，验证了水合物法分离烟气中CO2的可行性。实验研究表明：当TBAB浓度较大时，生成更多的未填充气体的纯TBAB水合物,水合物浆更加粘稠；TBAB浓度和实验温度对解析气组分几乎没有影响；气体消耗率对解析气组分影响明显，随着气体消耗率的增加，解析气的CO2含量逐渐降低；实验初始压力通过影响其溶解度而影响到解析气组分，随着初始压力的变大，解析气的CO2含量逐渐变大；以上实验条件通过对解析气组分的影响而改变剩余气组分；二级水合物/膜分离流程被提出，CO2含量为17.4mol%的原料气经此流程，可得到纯度为94.0-96.0mol%的CO2气体