"""

低能耗相分离CO2吸收剂捕获性能的实验研究

1. 引言

1.1 CO2排放与气候变化

1.1.1 全球CO2排放现状

• 化石燃料的燃烧导致全球CO2排放量不断增加，加剧了全球气候变化和环境问题。
• 根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告，全球CO2排放量自19世纪以来增加了超过40%。
• 近年来，尽管各国政府和国际组织采取了一系列措施，但全球CO2排放量仍持续增长。

1.1.2 CO2捕获技术的必要性

• CO2捕获技术是实现碳中和和减缓气候变化的关键手段。
• 通过CO2捕获技术，可以有效地减少化石燃料燃烧产生的CO2排放。
• CO2捕获技术对于实现全球气候变化控制目标具有重要意义。

1.2 CO2捕获技术的发展

1.2.1 燃烧前捕获CO2

• 燃烧前捕获CO2技术是指在燃料燃烧前将其中的碳组分提前分离。
• 该技术的核心优势在于，当处理的CO2处于低流量、高压和高浓度时，分离更简洁，且较燃烧后捕获，用水量更低，所需能耗大为减少。
• 然而，燃烧前捕获方法主要适用于新建设备，在我国，现有的电厂气化装置相对较少，该技术建设投资成本较高，需要大量辅助系统来支持。

1.2.2 富氧燃烧捕获CO2

• 富氧燃烧捕集技术是指在接近纯氧的环境中燃烧化石燃料。
• 该技术可以产生高浓度的CO2废气，有利于后续的CO2捕获过程。
• 然而，该技术也存在一些不可避免的缺点，需要进行大规模验证，大程度的工艺改造和高浓度氧使用过程中具有危险性，制得高纯度氧气的高成本，设备气密性要求较高，而且设备成本也相对较高。

1.2.3 燃烧后捕获CO2

• 燃烧后捕集技术可分为吸附法、膜分离法和化学吸收法等。
• 化学吸收法因其优秀的CO2捕获能力和相对温和的操作条件，被认为是燃烧后的CO2捕获技术中最有效和最灵活的方法之一。
• 然而，以MEA为核心的吸收工艺为例，采用MEA工艺的燃煤电厂在电力成本上会增加约85%，主要由于较高的再生能耗。

1.3 相分离CO2吸收剂的研究

1.3.1 相分离CO2吸收剂的原理

• 相分离CO2吸收剂通过吸收CO2后产生液-液两相，仅送富CO2相进行解吸降低再生液处理量。
• 因此能在传统混合胺的基础上从显热和潜热两方面进一步降低能耗。
• 然而，相分离吸收存在富相粘度大、有机溶剂挥发性高等缺点，如何突破瓶颈实现稳定相分离，是本文的研究重点。

1.3.2 实验研究内容

• 本文以乙醇胺(MEA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)为核心吸收剂，选用低挥发性醚类——三乙二醇二甲醚(TEGDME)、三乙二醇单丁醚(TEB)、四乙二醇二甲醚(TEDME)等作为分相促进剂，探究了MEA-MDEA-醚-水液-液相分离吸收剂的分相特性、吸收-解吸性能等。
• 实验结果表明其中分相剂为TEB（即MEA-MDEA-TEB-水吸收剂）时富相体积最小约64.2%、富相负载可达0.4086 mol CO2/mol N，解吸性能较好，解吸终点时相对能耗较30%MEA溶液降低了23.01%。
• 探究MEA与MDEA配比对MEA-MDEA-TEB-水吸收剂的分相行为、分相特性、分相后粘度和CO2吸收-解吸性能的作用规律。实验结果表明：质量比为3:5:6:6的吸收剂富相体积比为57.58%，富相粘度为15.15mPa·s，解吸终点时能耗较30%MEA溶液降低了25.71%。

1.4 结论

1.4 结论

• 相分离CO2吸收剂具有低能耗、高效率的优点，有望成为未来CO2捕获技术的重要发展方向。
• 通过对不同醚结构、MEA与MDEA配比等因素的探究，本文为相分离CO2吸收剂的优化提供了理论依据和实践指导。 """