PDF《膜吸收法脱除电厂模拟烟气中的 ΧΟ2》

1 吸收反应机理

111 氨基乙酸钾和 ? ∞? 的反应机理 氨基乙酸钾和 ? ∞? 分子结构类似 ??原子周 围都有 ? 个活泼氢 ? 以?代表 ?周围氢以外的基 团?则两者和 ≤ ?? 发生如下反应≈??? ? ?? ??? ? ≤ ?? ? ?? ≤ ? ?? ? ? ??? ? 该反应属于快速反应 ? 氨基乙酸钾和 ? ∞? 反 应活性差不多? ? ∞? 为?1?? ? 氨基乙酸钾 ?1??? ? 但 两者在常温下和 ≤ ?? 反应速率常数差别较大≈?? ? 氨 基乙 酸钾??1???? # ? ?? ?# ? ?? ? ? ? ∞? 为?1?? ?? #??? ? #? ?? ? ?

112 ? ?∞? 反应机理 ? ?∞? 为叔胺 ??原子周围没有活泼氢 ? 以??表示 ?原子周围的 ? 个基团 ? 则??∞? 和≤?? 发 生如下反应≈??? ? ? ? ?? ≤ ?? ? ?? ? ? ? ??? ? ? ≤ ?? ? ≤ ?? 先溶入水才能和 ? ?∞? 反应 ? 本反应属于 慢速反应 ?

2 流程及装置

211 实验流程 模拟烟气是工业用 ?? !? ? !≤ ?? 按照烟气成分 混合成的 ??? ? ? !? ? ?? ? !≤ ?? ?? ? ? 烟气走壳程 ? 吸收液走管程 ? 两相逆流通过膜器件 ? 均为层流流 动?烟气 压力 接近 ??? °??液侧 压 力大 约?1? ? ??? °?? 净化后的模拟烟气排空 ? 吸收了 ≤ ?? 的富液 进入解析槽加热到 ??? ε 进行解吸 ? 解吸后的贫液 进入冷凝器冷却到需要的温度 ? 再通过泵泵入膜柱 循环利用 ? 如图 ? 所示 ? 图1实验流程 ?? ?? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ?? ?? ? ? ? ?? ??

212 膜柱尺寸和结构 实验用膜是聚丙烯中空纤维膜 ? 价格便宜 ? 疏水 性强 ? 且有较高的破裂强度 ? 由浙大凯华膜工程公司 制作 ?表?是膜柱的尺寸 ?图?是膜柱子的具体 结构 ? 表1膜柱尺寸 *? ? ? ?? ≥? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ???? ?? ? ? ???? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ? 接触面积 ? ?? # ? ? ? 膜柱内径 ? ? ? 膜长度 ? ? ? 装填率 ? ? 膜外径 ?Λ? 平均孔径 ?Λ? 膜壁厚 ?Λ? ??? ?? ???? ??1?? ??? ?1?? ? ?1? ?? 图2膜柱结构 ?? ?? ? ≤??? ? ? ∏ ? ? ? ? ???? ?? ? ? ???? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ?

213 实验方法及参数测量 实验测试不同操作条件下?吸收液种类 !浓度 ! 流量和温度?烟气入口出口 ≤ ?? 浓度 !流量和压力 ? 吸收液入口出口 ≤ ?? 负荷 !流量及压力 ? 烟气成分 用奥氏气体分析仪分析≈??? ? 吸收液 ≤ ?? 负荷用化 学滴定法确定 ?

214 氨基酸盐和链烷醇胺对疏水膜的润湿性 膜的润湿取决于吸收液和膜的特性 ? 最小润湿 压力由 ? ? ? ? ? ? ? 2≠?∏ ??方程≈??? 确定 ? ?π = ? ? Χ ρ ? ? ?Η 式中 ?ρ是膜的最大孔半径 ?Η吸收液和膜接触角 ?Χ 吸收液表面张力 ? ? 种吸收液中 ? 氨基乙酸钾表面张力最大 ? 对聚 ? ? ? 期环境科学四氟乙烯膜?°* ?∞?的润湿压力超过 ???°?? 其中 ? °* ?∞ 膜的孔径?1?Λ? ?烯烃膜的典型孔径是?1?Λ? ? 所以 ? 估计聚丙烯膜和氨基乙酸盐的润湿压 力超过 ????°??? ?∞? 表面张力最小 ? 和聚丙烯膜 的润湿压力在 ????°?左右≈?? ? 本实验操作条件下 ? 气液压差最大是 ?1??°?? 不论是何种吸收液都不会由于压差问题使吸收液润 湿膜孔 ? 气液侧压差对传质系数影响不明显≈?? ? 理论上 有利于传质速率和脱除率的提高 ?

3 结果与讨论

311 气液流速对传质速率和脱除率的影响 图?为??? ? #? ? ? ? ∞? 在不同气液流速下传质 速率和脱除率变化曲线 ? 实验在室温下进行 ? 低吸收 液流速? [ ?1???#?? ? ?下?提高气速 ? 传质速率几乎 没什么增加 ? 此时液膜阻力是控制因素 ? 液速大于 ?1???#?? ? 后?适当提高气速到 ?1????#?? ? ? 传质 速率平均提高 ?? ? ? 这是由于提高气速 ? 会降低气 膜层流层厚度 ? 加强湍流扰动 ? 改善气相和膜相 ≤ ?? 扩散 ? 从而增大 ≤ ?? 在液相的溶解 ? 提高传质速率 ? 可见气相和膜相阻力对传质影响较大 ? 但是进一步 提高气速到 ?1????#?? ? ? 传质速率几乎没什么增 加?此时液膜阻力是控制因素 ?在气速 为?1??? ?#?? ? 时?提高液速到 ?1??#?? ? ? 传质速率仅提高 ??1? ? ? 气速达到 ?1????#?? ? 后?随着液速的提高 ? 传质速率提高了 ??1? ? ? 结果非常可观 ? 液速一定 时?气速从 ?1????#?? ? 开始 ? 每提高 ?1??#?? ? ? 脱 除率平均下降 ?? ? ? 气速提高 ? 烟气在膜柱内停留 时间从 ?1??缩短到 ?1??? ≤ ?? 与吸收液反应时间缩 短?因此脱除率大幅度降低 ? 总之 ? 在本实验条件下 ? 气相和膜相阻力对传质影响较大 ? 液相阻力在三相 阻力中起主导作用?传质速率最大?1?? ?? ? #??? #? ?? ? 时?≤ ?? 脱除率并不令人满意?仅 ??1? ? ? 对于快速反应?氨基酸钾和 ? ∞?? ? 烟气在 膜柱内停留 ??以上才可获得可观的 ??1? ? 以上的 脱除率 ?