二氧化碳吸收与解吸实验报告

科 技·TECHNOLOGY62乙醇胺-二甲基亚砜无水溶液吸收-解吸二氧化碳性能文_姚靖1,2 梁怀勇1,2 潘艳艳1,2 周小斌1,21. 桂林理工大学环境科学与工程学院2.广西环境污染控制理论与技术重点实验室摘要：本研究以乙醇胺（MEA）为活性组分，二甲基亚枫（DMSO）为溶剂，配制MEA-DMSO无水吸收剂用于CO2捕集。

研究表明，在40℃下，MEA-DMSO的CO2吸收负荷可达0.71mol·mol-1，该结果比传统MEA水溶液的吸收负荷高24.6%；在120℃下，MEA-DMSO的最大CO2解吸速率和解吸负荷分别为0.23mol·min-1·kg-1和0.38mol·mol-1，远优于MEA水溶液；经历6次循环吸收，MEA-DMSO的CO2负荷仍可保持0.33mol·mol-1。

以上结果说明MEA-DMSO具有良好的CO2吸收-解吸性能，是一种颇具应用潜力的CO2吸收剂。

关键词：CO2捕集；乙醇胺；二甲基亚枫；吸收-解吸性能基金项目：广西自然科学基金项目（2020GXNSFBA297071）、广西科技计划项目（桂科AD18126018）和桂林理工大学科研基金项目（GUTQDJJ2019123）资助。

CO2 Absorption and Desorption Performance of Monoethanolamine-dimethylSulfoxide Nonaqueous SolutionYAO Jing LIANG Huai-yong PAN Yan-yan ZHOU Xiao-bin[ Abstract ] A nonaqeous absorbent comprising of monoethanolamine (MEA) and dimethyl sulfoxide (DMSO) was proposed for CO2 capture in this study. The experimental results showed that the CO2 absorption loading of the MEA-DMSO solution could realize 0.71 mol·mol-1 at 40℃, which was 24.6% higher than that of the conventional MEA aqueous solution. In addition, the MEA-DMSO solution had a high maximum desorption rate (0.23mol·min-1·kg-1) and desorption loading (0.38mol·mol-1) at 120℃, clearly outperforming the MEA aqueous solution. Moreover, the MEA-DMSO solution could be used repeatedly, its CO2 absorption loading was still 0.33mol·mol-1 after six absorption cycles. Therefore, the MEA-DMSO solution may be a promising candidate for CO2 capture due to its superior CO2 absorption-desorption performance.[ Key words ] CO2 capture; monoethanolamine; dimethyl sulfoxide;absorption-desorption performance减缓气候变暖，对CO2实施控制与减排已成为全球共识。

醇胺溶液吸收与解吸co2的研究
过去几十年来，随着全球气候变化的发展，CO2的排放量一直在增加，对环境造成了重大影响。

由于CO2是主要的温室气体，因此，研究吸收和解吸碳一直是研究者关注的热点话题。

此，我们本研究选择了以醇胺溶液吸收和解吸CO2为主题，研究醇胺溶液的吸收和解吸CO2的实验方法，以探索这方面的最新发展。

首先，我们对醇胺溶液进行了小型化实验，以探究其吸收CO2的效果。

于实验，我们使用的是三种不同浓度的醇胺溶液，空气中的CO2被吸入溶液中。

果表明，随着醇胺溶液浓度的增加，CO2的吸收量也随之增加。

时，我们还发现，添加一定量的游离碱可以提高醇胺溶液的吸收效果。

接下来，我们进行了大规模实验，以检验醇胺溶液的解吸CO2的有效性。

次实验中，我们使用的是四种不同浓度的醇胺溶液，测量它们的解吸CO2的效率。

果表明，随着醇胺溶液浓度的增加，解吸CO2的效率也随之增加。

们发现，当添加一定量的游离碱时，醇胺溶液的解吸效果也可以更好。

最后，我们评估了醇胺溶液吸收和解吸CO2的效率，分析了它们的优缺点。

们发现，醇胺溶液吸收和解吸CO2的效率很高，但是，醇胺溶液缺乏稳定性，容易受到温度和pH的影响。

此，在将醇胺溶液用作吸收和解吸CO2的应用中，对溶液稳定性有着十分重要的要求。

综上所述，我们展开了以醇胺溶液吸收和解吸CO2的研究，采用了实验和理论方法，总结出了醇胺溶液的吸收和解吸CO2的特性。

过
本研究，可以从理论和实践两个角度，更好地了解醇胺溶液在CO2吸收和解吸方面的性能，为今后更深入地研究醇胺溶液在吸收和解吸CO2方面提供了基础性功能。

co2填料塔气体吸收实验数据处理一、实验背景和目的二氧化碳（CO2）是一种常见的温室气体，其排放量在近年来不断增加，对全球气候变化产生了重要影响。

因此，减少CO2的排放已成为全球关注的焦点。

其中，CO2捕集技术是目前最为有效的解决方案之一。

本次实验旨在通过CO2填料塔吸收实验来研究该技术的应用效果，并对实验数据进行处理和分析。

二、实验原理本次实验采用填料塔吸收法进行CO2捕集。

填料塔是一种常见的气液接触设备，其结构类似于一个高大的圆柱体。

填料塔内部装有大量填充物，通过将含有CO2气体的空气从顶部喷入塔内，并从底部流出液体溶剂，使得两者之间发生物质传递和质量传递过程，达到吸收CO2的效果。

三、实验步骤1.准备工作：清洗填料塔及相关设备，并测量其重量、高度等参数。

2.制备液体溶剂：根据实验要求，在容器中加入适量水和化学试剂，制备出所需的液体溶剂。

3.实验操作：将制备好的液体溶剂倒入填料塔底部，然后将含有CO2气体的空气从顶部喷入填料塔中，并通过底部排液管流出吸收后的溶液。

4.实验数据处理：根据实验结果，计算出CO2的吸收率、容积质量传递系数等指标，并进行数据分析和比较。

四、实验数据处理1. CO2吸收率计算CO2吸收率是指在单位时间内CO2被液体溶剂吸收的百分比。

其计算公式如下：CO2吸收率（%）=（初始CO2浓度-末端CO2浓度）/初始CO2浓度×100%其中，初始CO2浓度是指喷入填料塔前空气中CO2的浓度，末端CO2浓度是指从填料塔底部排出液体后所得到的溶液中CO2的浓度。

2. 容积质量传递系数计算容积质量传递系数是指单位时间内在填料塔内发生物质传递和质量传递过程时所需的空气流量与液体溶剂质量之比。

其计算公式如下：KLa=V/L（C0-Ct）其中，V是填料塔的有效体积，L是液体溶剂的流量，C0和Ct分别是填料塔顶部和底部CO2浓度。

3. 数据分析通过对实验数据的处理和分析，可以得出以下结论：（1）随着空气流量的增加，CO2吸收率逐渐上升，并在一定范围内保持稳定。

《二氧化碳捕集吸收研究报告》一、二氧化碳捕集吸收技术现状（一）主流捕集技术1. 胺类吸收技术胺类吸收技术是目前可用于低浓度烟气最为成熟的燃烧后捕获技术。

该技术使用氨水或有机胺吸收 CO2，发生化学反应生成盐类。

例如，以一乙醇胺 MEA 作为吸收剂具有吸收效果好、成本低、吸收剂可循环使用并且产品纯度较高的特点，其脱碳效率可超过 90%。

目前 MEA 吸收剂被广泛用于中试和工业示范性装置中，但也存在运行能耗太高、吸收剂损耗过大等问题。

混合胺结合了不同单一胺类的优点，能较好满足高吸收速率、高吸收容量和低能耗的要求，如混合胺型吸收剂更为成熟，短期内进行工业化应用更具优势。

2. 低温蒸馏技术低温蒸馏技术是将混合气体经加压和冷却后，通过蒸馏分离出其中的 CO2。

该技术适用于高浓度烟气，通常和胺法搭配使用。

它在较高的操作压力下进行，不适用于尾气中 CO2 的分离。

溶剂的再生通过降压实现，所需再生能量相对较少。

典型物理吸收法包含冷法和热法两种技术，热法以聚乙二醇二甲醚溶剂吸收法为代表。

3. 整体煤气化联合循环（IGCC）和富氧燃烧技术（OEC）整体煤气化联合循环（IGCC）和富氧燃烧技术（OEC）分别为燃烧前和燃烧中的捕获技术。

燃烧前捕集主要运用于 IGCC 系统中，将煤高压富氧气化变成煤气，再经过水煤气变换后将产生 CO2 和氢气，气体压力和 CO2 浓度都很高，将很容易对 CO2 进行捕集。

富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中大比例的氮气脱除，直接采用高浓度的氧气与抽回的部分烟气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的 CO2 气体，可以直接进行处理和封存。

然而，这两种技术需对既有生产装置和系统进行大幅改造，成本投入巨大，一般适用于新建工厂。

（二）二氧化碳捕集技术分类1. 吸收捕集技术吸收捕集技术是利用特定溶剂从混合气流中分离出二氧化碳，包括饱和吸收和后处理吸收。

饱和吸收是将气体通入无水的吸收剂中，在达到饱和后继续通过吸收剂将其中的二氧化碳捕集和集中。

吸收物系的变化—二氧化碳吸收解析实验二氧化碳吸收实验，听起来是不是有点高大上？但这个实验就像一场科学的魔术秀，能让你对周围的世界有更深的了解。

想象一下，咱们的空气中满是二氧化碳，这家伙可不是个善茬，它可是导致全球变暖的罪魁祸首之一。

今天，就让我们一起“亲密接触”一下这个小家伙，看看它到底是怎么被“吸收”的。

得有个好的开始嘛。

咱们准备些简单的工具，像是烧杯、试管，还有那种一看就让人想起化学课的液体，哎呀，就是指示剂。

然后，拿出一些植物的叶子，像是小草、小花，它们可是一等一的二氧化碳吸收高手。

咱们把这些小家伙放进水里，稍微等待一会儿，嘿，这时候空气中的二氧化碳就开始“请客”了，逐渐被水吸收。

你知道吗，水就像是一个大海绵，把二氧化碳吸得津津有味。

这个过程其实就是个化学反应，水和二氧化碳结合，形成了碳酸。

这碳酸可不是啥好东西，喝多了可得牙齿发愁。

但咱们的实验可不是为了让你口渴，而是要让大家明白二氧化碳的存在。

哎，真是个有趣的小家伙，光吃不喝的！然后，咱们就可以观察水的变化了，水的颜色会因为指示剂的存在而发生变化。

小伙伴们，这个时候可得注意了，看到颜色变得多么美丽，就像魔法一样！这可不是单纯的变化，而是告诉我们，二氧化碳的浓度在下降，水吸收得可真不错。

这种变化，既神奇又令人振奋，仿佛在告诉我们：大自然的力量真是无穷无尽！实验还可以变得更加有趣，咱们可以尝试不同的条件。

比如说，增加光照，这可让植物更加努力地“工作”。

嘿，植物可不是吃白饭的，它们需要光、需要水，也需要二氧化碳来进行光合作用。

想象一下，阳光照射下，植物们就像是上了发条的小人儿，开始加速吸收二氧化碳，简直是一场“吸收大赛”！实验的过程中难免会遇到小麻烦。

比如说，没注意水温，或者指示剂用得太少，这可会影响结果。

别着急，这都是实验的一部分嘛，犯错了就重新来。

就像生活，跌倒了再爬起来，重要的是坚持不懈，才能见到成果。

实验的最终结果就像是一个大揭晓，咱们通过简单的步骤，竟然能看到二氧化碳被“吸收”了。

CO2吸收实验一、实验目的1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作方法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体力学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法，练习对实验数据的处理分析。

二、实验装置图一二氧化碳吸收-解吸实验装置流程图1-CO2钢瓶；2-减压阀；3-CO2流量计；4-吸收风机；5-吸收塔空气流量计；6-吸收水泵；7-吸收塔水流量计；8-吸收尾气传感器；9-吸收塔；10、15-液封；11-解吸液罐；12-解吸尾气传感器；13-吸收液罐14-解吸塔；16-压差计；17-解吸水泵；18-解吸塔水流量计；19-解吸风机；20-解吸塔空气流量计 21-空气旁路调节阀；22-π型管三、实验原理传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。

对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数随着操作条件及气液接触状况的不同而变化。

根据双膜模型的基本假设，气侧和液侧的吸收质A 的传质速率方程可分别表达为：气膜 )(Ai A g A p p A k G -= （1-1） 液膜 )(A Ai l A C C A k G -= （1-2）式中：A G —A 组分的传质速率，1-⋅s kmoI ；A —两相接触面积，m 2；A P —气侧A 组分的平均分压，Pa ；Ai P —相界面上A 组分的平均分压，Pa ；A C —液侧A 组分的平均浓度，3-⋅m kmolAi C —相界面上A 组分的浓度3-⋅m kmolg k —以分压表达推动力的气侧传质膜系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ;l k —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数，1-⋅s m 。

以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为：)(*-=A A G A p p A K G （1-3）)(A A L A C C A K G -=*（1-4）式中：*A p —液相中A 组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，Pa ；*A C —气相中A 组分的实际分压所要求的液相平衡浓度，3-⋅m kmol ；G K —以气相分压表示推动力的总传质系数或简称为气相传质总系数，112---⋅⋅⋅Pa s m kmol ；L K —以气相分压表示推动力的总传质系数，或简称为液相传质总系数，1-⋅s m 。

二氧化碳的吸收与解吸实验思考题一、实验介绍二氧化碳是一种重要的气体，它在地球大气中起着重要的作用。

本实验主要是探究二氧化碳在水中的溶解过程，以及二氧化碳的吸收与解吸过程。

二、实验原理1. 二氧化碳在水中的溶解二氧化碳可以溶解在水中，形成碳酸。

当空气中的二氧化碳与水接触时，会发生以下反应：CO2 + H2O → H2CO3其中，H2CO3是碳酸。

2. 二氧化碳的吸收与解吸当空气中含有较多的二氧化碳时，它会被水吸收。

相反地，当空气中含有较少的二氧化碳时，水会释放出已经溶解在其中的二氧化碳。

三、实验步骤1. 准备一个透明的玻璃杯，并将其放置在平坦表面上。

2. 在玻璃杯里加入适量的自来水（约半杯）。

3. 将一张白纸放在玻璃杯下方，并将玻璃杯移到白纸上。

4. 将一个小碗放在玻璃杯旁边，并将其里面装满了小颗粒的碳酸钠。

5. 将一根吸管插入碳酸钠中，并将其另一端放在玻璃杯内，但不要让吸管接触到水面。

6. 观察玻璃杯内的水，当吸管中的气体流入水中时，会产生气泡。

这是因为二氧化碳溶解在水中时会产生气泡。

7. 等待几分钟，观察气泡是否消失。

如果消失了，说明二氧化碳已经被完全溶解在水中。

四、实验思考题1. 为什么二氧化碳会被水吸收？答：二氧化碳可以与水反应生成碳酸，而这个反应是一个可逆反应。

当空气中含有较多的二氧化碳时，它会被水吸收。

相反地，当空气中含有较少的二氧化碳时，水会释放出已经溶解在其中的二氧化碳。

2. 为什么加入小颗粒的碳酸钠？答：加入小颗粒的碳酸钠可以增加实验的效果，因为碳酸钠可以与酸反应，产生二氧化碳。

当吸管中的气体流入水中时，会产生气泡。

这是因为二氧化碳溶解在水中时会产生气泡。

3. 为什么要等待几分钟？答：等待几分钟是为了让二氧化碳充分地溶解在水中。

如果没有等待足够的时间，实验结果可能不准确。

4. 实验过程中有哪些注意事项？答：实验过程中需要注意以下事项：（1）使用透明的玻璃杯；（2）将玻璃杯放在平坦表面上；（3）不要让吸管接触到水面；（4）使用小颗粒的碳酸钠；（5）等待足够的时间，让二氧化碳充分地溶解在水中。

ΔP , k P aL 0 =1填料吸收塔(CO 2—H 2O ）实验讲义一、 实验目的1． 了解填料吸收塔的结构和流体力学性能。

2． 学习填料吸收塔传质能力和传质效率的测定方法。

二、 实验内容1． 测定填料层压强降与操作气速的关系，确定填料塔在某液体喷淋量下的液泛气速。

2． 采用水吸收二氧化碳，空气解吸水中二氧化碳,测定填料塔的液侧传质膜系数和总传质系数。

三、 实验原理1． 气体通过填料层的压强降压强降是塔设计中的重要参数,气体通过填料层压强降的大小决定了塔的动力消耗。

压强降与气液流量有关,不同喷淋量下的填料层的压强降ΔP 与气速 u 的关系如图 6-1—1 所示：L 3＞ L 2 ＞ L 132u , m/s图 6-1-1 填料层的ΔP~u 关系当无液体喷淋即喷淋量 L 0=0 时,干填料的ΔP ～u 的关系是直线,如图中的直线 0。

当有一定的喷淋量时，ΔP ～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点"，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将ΔP ～u 关系分为三个区段:恒持液量区、载液区与液泛区。

2． 传质性能吸收系数是决定吸收过程速率高低的重要参数，而实验测定是获取吸收系数的根本途径. 对于相同的物系及一定的设备（填料类型与尺寸），吸收系数将随着操作条件及气液接触状况式中：G A —A 组分的传质速率， kmoI ⋅ s ；P A的不同而变化.(1） 膜系数和总传质系数根据双膜模型的基本假设，气相侧和液相侧的吸收质 A的传质速率方程可分别表达为 气膜 G A = k g A （ p A - p Ai ） （6-1—7）液膜G A = k l A (C Ai - C A ） （6—1-8）-1A —两相接触面积，m 2；P A —气侧 A 组分的平均分压，Pa;P Ai —相界面上 A 组分的平均分压，Pa ； C A -液侧 A 组分的平均浓度， kmol ⋅ m -3C Ai —相界面上 A 组分的浓度 kmol ⋅ m -3k g —以分压表达推动力的气侧传质膜系数， kmol ⋅ m -2 ⋅ s -1 ⋅ Pa -1 ;k l —以物质的量浓度表达推动力的液侧传质膜系数, m ⋅ s -1 。

目录一、前言 (3)二、实训目的 (4)三、实训原理 (4)四、吸收解吸实训装置介绍 (5)(一) 装置介绍 (5)(二) 吸收解吸工艺 (6)(三) 工艺流程图 (6)(四) 吸收解吸配置单 (8)(五) 装置仪表及控制系统一览表 (10)(六) 设备能耗一览表 (11)五、实验步骤 (11)(一) 开机准备 (11)(二) 正常开机 (11)(三) 正常关机 (16)(四) 液泛 (17)(五) 记录数据表 (17)一、前言职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才，而实训设备是培养这种能力的关键环节。

传统的实验设备更多是验证实验原理，缺乏对学生实际动手能力的培养，更无法实现生产现场的模拟，故障的发现，分析，处理能力等综合素质的培养。

为了实现职业技术人才的培养，必须建立现代化的实训基地，具有现代工厂情景的实训设备。

本吸收解吸实训装置把化工技术、自动化技术、网络通讯技术、数据处理等最新的成果揉合在了一起，实现了工厂模拟现场化、故障模拟、故障报警、网络采集、网络控制等培训任务。

按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式，以典型的化工生产过程为载体，以液——液传质分离任务为导向，以岗位操作技能为目标，真正做到学中做、做中学，形成“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。

以任务驱动、项目导向、学做合一的教学方法构建课程体系，开发设计吸收解吸操作技能训练装置。

本吸收解吸实训装置具有以下特点：课程体系模块化；实训内容任务化；技能操作岗位化；安全操作规范化；考核方案标准化；职业素养文明化。

二、实训目的1) 了解填料塔的结构和特点；2) 能正确使用设备、仪表，及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养；3) 能及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况能进行紧急停车操作；4) 掌握填料吸收、解吸塔的基本操作、调节方法； 5) 了解吸收、解吸总传质系数的意义； 6) 了解影响吸收解吸的主要因素； 7) 学会做好开车前的准备工作；8) 正常开车，按要求操作调节到指定数值；9) 完成水吸收空气中CO 2操作，分析吸收前后的浓度，并计算传质系数、传质单元高度； 10) 完成空气解吸水中CO 2操作，分析解析前后的浓度，并计算传质系数、传质单元高度； 11) 能进行故障点的排除工作； 12) 正常停车；13) 了解掌握工业现场生产安全知识。

⼆氧化碳吸收实验⼆氧化碳吸收实验 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-填料吸收塔实验装置说明书天津⼤学化⼯基础实验中⼼2014．10⼀、实验⽬的:1.了解填料吸收塔的结构、性能和特点，练习并掌握填料塔操作⽅法；通过实验测定数据的处理分析，加深对填料塔流体⼒学性能基本理论的理解，加深对填料塔传质性能理论的理解。

2.掌握填料吸收塔传质能⼒和传质效率的测定⽅法，练习实验数据的处理分析。

⼆、实验内容：1.测定填料层压强降与操作⽓速的关系，确定在⼀定液体喷淋量下的液泛⽓速。

2.固定液相流量和⼊塔混合⽓⼆氧化碳的浓度，在液泛速度以下，取两个相差较⼤的⽓相流量，分别测量塔的传质能⼒（传质单元数和回收率）和传质效率（传质单元⾼度和体积吸收总系数）。

3.进⾏纯⽔吸收混合⽓体中的⼆氧化碳、⽤空⽓解吸⽔中⼆氧化碳的操作练习，同时测定填料塔液侧传质膜系数和总传质系数。

三、实验原理：⽓体通过填料层的压强降：压强降是塔设计中的重要参数，⽓体通过填料层压强降的⼤⼩决定了塔的动⼒消耗。

压强降与⽓、液流量均有关，不同液体喷淋量下填料层的压强降P与⽓速u的关系如图1所⽰：图1填料层的P ?～u 关系当液体喷淋量00=L 时，⼲填料的P ?～u 的关系是直线，如图中的直线0。

当有⼀定的喷淋量时，P ?～u 的关系变成折线，并存在两个转折点，下转折点称为“载点”，上转折点称为“泛点”。

这两个转折点将P ?～u 关系分为三个区段：既恒持液量区、载液区及液泛区。

传质性能：吸收系数是决定吸收过程速率⾼低的重要参数，实验测定可获取吸收系数。

对于相同的物系及⼀定的设备（填料类型与尺⼨），吸收系数随着操作条件及⽓液接触状况的不同⽽变化。

⼆氧化碳吸收实验根据双膜模型的基本假设，⽓侧和液侧的吸收质A 的传质速率⽅程可分别表达为⽓膜)(Ai A g A p p A k G -=（1）液膜)(A Ai l A C C A k G -=（2）式中：A G —A 组分的传质速率，1-?s kmoI ；A —两相接触⾯积，m 2；A P —⽓侧A 组分的平均分压，Pa ； Ai P —相界⾯上A 组分的平均分压，Pa ；A C —液侧A 组分的平均浓度，3-?m kmol Ai C —相界⾯上A 组分的浓度3-?m kmolg k —以分压表达推动⼒的⽓侧传质膜系数，112---Pa s m kmol ;l k —以物质的量浓度表达推动⼒的液侧传质膜系数，1-?s m 。