Изучение процесса регенерации абсорбентов на основе алканоламинов в мембранных контакторах газ-жидкость

• Автор: Шутова, Анастасия Андреевна
• Шифр специальности: 05.17.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Современные методы очистки газовых смесей от С

1.1.1. Абсорбционные методы очистки

1.1.1.1. Химическая абсорбция

1.1.1.2. Физическая абсорбция

1.1.1.3. Комбинированная абсорбция

1.1.1.4. Методы регенерации абсорбентов

1.1.2. Адсорбционные методы очистки

1.1.2.1. Физическая адсорбция

1.1.2.2. Химическая адсорбция
1.1.3. Мембранное газоразделение
1.1.4. Криогенные методы очистки
1.2. Мембранная абсорбция/десорбция газов
1.2.1. Мембранная абсорбция С
1.2.1.1. Пористые мембраны
1.2.1.2. Непористые мембраны
1.2.1.3. Мембранная регенерация абсорбентов С
1.3. Теоретическое описание массопереноса в мембранных контакторах газ-жидкость
1.3.1. Модели с постоянным общим коэффициентом массопереноса
1.3.2. Модели, учитывающие изменения массопереноса по длине мембранного контактора (Ш модель)
1.3.3. Модели, учитывающие профили концентраций С02 и абсорбента в жидкой фазе (Ш-20)

1.3.4. Модели, учитывающие диффузию в жидкой и газовой фазах (20)

1.4. Перспективные области применения мембранной абсорбции /
десорбции диоксида углерода
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Сплошные мембраны
2.1.2. Композиционные мембраны
2.1.3. Асимметричные мембраны из ПВТМС
2.1.4. Коммерческие подложки
2.1.5. Абсорбционные жидкости
2.2. Приготовление сплошных мембран
2.3. Газопроницаемость мембран
1.1. Химическая устойчивость мембран
1.2. Сканирующая электронная микроскопия
1.3. Проницаемость абсорбционных жидкостей через мембрану
1.4. Приготовление модельного раствора абсорбента
1.5. Измерение степени насыщения растворов абсорбентов
диоксидом углерода
1.6. Регенерация абсорбционной жидкости в мембранном контакторе
1.7. Изучение состава газовой фазы десорбера
1.8. Пилотные испытания

2. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
2.1. Г азопроницаемость мембран
2.2. Возможность применения композиционных мембран для мембранной регенерации алканоламинов
2.2.1. Химическая стабильность 11ТМСП в 50% МДЭА
2.2.2. Барьерные свойства мембран по отношению к жидким абсорбентам при повышенных давлениях и температурах
2.3. Десорбция С02 из воды
2.3.1. Зависимость характеристик процесса мембранной регенерации от давления в газовой фазе мембранного контактора
2.3.2. Зависимость характеристик процесса мембранной регенерации от давления насыщения абсорбента и температуры десорбции
2.4. Десорбция С02 из 30% масс, водного раствора ДЭА
2.5. Изучение мембранной десорбции С02 из 30% водного раствора МЭА с использованием ПТМСП-мембран
2.6. Изучение мембранной десорбции С02 из 50% масс, водного раствора МДЭА с использованием сплошных ПТМСП-мембран
2.7. Изучение мембранной регенерации абсорбентов с использованием композиционных мембран ПТМСП/МФФК
2.7.1. Термическая стабильность мембран ПТМСП/МФФК(ПЭТФ)
2.7.2. Мембранная регенерация 30% ДЭА с использованием ПТМСП/МФФК (ПЭТФ)
2.7.3. Потери абсорбента в процессе его регенерации в мембранном десорбере
2.7.4. Мембранная регенерация 30% ДЭА с использованием композиционной мембраны ПТМСП/МФФК (ПП)

Твердые кристаллы СОг, попадая на дно сепаратора, плавятся и жидкий С02 отводится из системы насосом. Очищенный газ выходит с верха сепаратора и компримируется до необходимого давления.

Рис. 9. Принципиальная схема процесса СгуоСеП [85]
Основными преимуществами криогенной технологии является высокая чистота извлекаемого С02, а также отсутствие коррозии оборудования, так как в процессе не используется вода и другие химические реагенты. Тем не менее, при всех видимых преимуществах криогенная технология не получила широкого распространения в промышленности из-за высоких энергозатрат на охлаждение газовой смеси. Однако в последние годы появились работы, опровергающие сложившееся мнение о маленькой энергоэффективности криогенного процесса очистки.
В частности была разработана технология, [86-88] в которой газовая смесь разделяется криогенным способом при атмосферных давлениях в