膜吸收CO2工艺中不同吸收液对膜润湿的影响

摘要

以单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和N-甲基二乙醇胺(MDEA)作为吸收液,利用聚丙烯(PP)中空纤维膜组件进行分离模拟烟气中CO2的实验研究,考察不同吸收液的脱除效率以及长时间连续运行下的膜润湿现象.建立膜相传质阻力随时间变化模型,与实验数据拟合较好.同时将膜丝在不同吸收剂中浸泡,结合接触角、场发射扫描电镜(FE-SEM)、衰减全反射红外光谱(ATR-IR)以及热重(TG)表征分析膜性能的改变.结果表明,相同浓度下,单一吸收剂的CO2脱除效率大小为MEA>DEA>MDEA;当吸收液为1mol/L MEA时,16天后CO2脱除效率从93.3％下降到72.1％;而吸收液为1mol/L DEA时,脱除效率从88.3％到第16天的78％,下降约12％;理论计算得吸收液为1mol/L MEA和1mol/L DEA时,膜相传质阻力分别为10564.06s/m和4881.08s/m;浸渍时间增加,膜接触角减小,疏水性减弱,同时膜孔径变大,出现润湿现象;红外光谱和热重分析表明在MEA溶液作用下膜丝出现溶胀.