2传质性能研究'》θ环填料塔中单乙醇胺摘要：在乱堆θ环不锈钢填料的自制填料塔中，使用单乙醇胺(MEA)作为吸收剂，研究MEA脱除CO2的去除率和总体积传质系数??K??????Ga????v，考察了贫液中CO2负载量、吸收剂浓度、液体流量、吸收温度等不同参数对总体积传质系数的影响.实验结果表明，??K??????Ga????v随贫液中CO2负载量的增大而减小，随吸收剂浓度、液体流量的增大而增大；且进料温度在30~50℃时，??K??????Ga????v随温度的增大而增大.关键词：二氧化碳；单乙醇胺；填料塔；传质系数：TQ028??17文献标识码：AMassTransferPerformanceinaθringPackedTowerforCO??2AbsorptionProcessUsingMonoethanolamine(MEA)NAYanqing,FUKaiyun，LIANGZhiwu,XIFei,LIUHelei,LIWensheng,TONTIWACHWUTHIKULPT(JointInternationalCenterforCO??2CaptureandStorage(iCCS),CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HunanUniv,Changsha,Hunan410082,China)Abstract:Themasstransfercoefficient(??K????Ga??v)andtheremovalefficiencyofcarbondioxideforaqueousMEAbasedabsorptionprocesswereinvestigatedinapackedabsorberfilledwithθringstainlesssteelpacking.Theexperimentresultsshowedthat??K????Ga??vdecreasedwiththeincreaseofCO??2leanloading,andincreasedwiththeriseofMEAconcentrationandliquidflowrate.Inaddition,anincreaseinfeedtemperaturefrom30to50ledtoanincreasein??K????Ga??℃v.Keywords:carbondioxide;monoethanolamine;packedtower;masstransfercoefficient随着人类消耗化石燃料的增加，大气中CO2含量逐步上升，温室效应日益严重，致使人类面临着急需解决的环境问题.同时，CO2是一种宝贵的资源，在食品、农业、工业、采油业等很多领域有着广泛的应用.目前，有很多方法可以回收CO2，而化学吸收法因其容量大、吸收效果好、吸收剂可循环使用、成本低并能回收高纯产品等优点，在工业上得到广泛应用.常见的化学吸收剂有氨水、钾碱/钠碱和有机醇胺溶液等[1-3]，其中MEA是一种工业上应用最为广泛的有机醇胺吸收剂.填料作为填料塔的重要组成部分，其传质性能的优劣对脱碳效果起着关键作用.θ环填料，又称狄克松（Dixon）填料，是一种小颗粒高效填料.该填料空隙率大、比重小，表面润湿情况比一般瓷环完全，成膜率高，因而分离效率较高.常彦龙等[4]研究表明θ环填料具有良好的流体力学性能；骆培成等[2]使用θ环填料考察了NaOH对空气中微量CO2的净化情况.但是，目前国内对θ环填料塔中使用MEA脱除烟气中CO2总体积传质系数研究的报道较少，而总体积传质系数??K??????Ga????v是研究填料塔传质性能的重要参数，它的确定对于传质速率方程、传质单元高度的计算非常关键.因此对该新型高效散装填料进行传质性能研究有着重要的现实?┮庖?.本文在填充θ环不锈钢填料的直径为24mm的填料塔中，进行MEA脱除CO2工艺传质性能研究，考察贫液中CO2负载量、吸收剂浓度、液体流量、吸收温度等不同参数对传质系数的影响.实验结果可为今后的放大试验及工业上的吸收塔设计提供依据.1理论分析1.1MEA吸收CO2反应机理目前，公认的MEA吸收CO2反应机理是由Caplow[5]于1968年提出，并由Danckwerts[6]于1979年补充完善的两性离子机理.首先CO2与MEA(或DEA)反应会生成一种两性离子的中间产物：CO??2+R??1R??2NH??R??1R??2NH??-COO??-然后，两性离子与溶液中的碱催化剂进行去离子反应，形成一种质子化的产物和氨基甲酸盐离子：R??1R??2NH??+COO??-+B??R??1R??2NCOO??-+BH??-溶液中的碱催化剂B包括R????1R????2NH，OH-和H????2O.1.2CO2去除率CO2去除率??η??可表示为：??η??＝??Y??????in-??Y??????out??Y??????in×100%式中??Y??????in,??Y??????out为塔底和塔顶气相中CO2摩尔比浓度1.3总体积传质系数的测定微分法是测量填料塔总体积传质系数的方便有效的手段.Aroonwilas[7-8]和沈洪士等[9]分别用该法考察了AMP，MEA，碳酸钾/哌嗪，AEE+MDEA等水溶液吸收CO2的总体积传质系数.根据双膜理论及单相传质速率的方程，在稳态时，用气相浓度差表示的总传质速率方程式如下：??N????A=??K????G??P??（??y????A-??y????*??A)(1...