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基于新型膜CO_2吸收技术的沼气净化实验研究

晏水平  陈竞翱  艾平  王媛媛  张衍林  
【摘要】:以常用疏水性聚丙烯中空纤维膜接触器作为反应器,以提纯后气体中CH4浓度、系统CO2传质速率和能耗因子为主要指标,研究了乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)等CO2吸收剂对模拟沼气的净化性能。研究中,吸收剂溶液在膜管程内流动,模拟沼气在接触器壳程内逆向流动。结果表明,新型膜CO2吸收技术可应用于沼气净化,净化气中CH4浓度最高可达到97.8%,系统CO2传质速率可达到18mol.m-2.h-1,且吸收剂对沼气净化性能的排序为:MEADEATEAH2O。同时,能耗因子分析结果表明,MEA应选择较高的浓度、02~0.22mol.mol-1贫液负荷、较低的液相流量和30~35℃反应温度,而DEA应选择较高的浓度、16.7L.L-1的气液比和40~50℃反应温度。另外,降低气相流速和初始CO2浓度,净化气中CH4浓度升高,但系统CO2传质速率却出现下降。因而在设计膜吸收系统时,需要综合考虑CO2脱除效率与CO2的传质总量。

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