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氣體吸附儀與量熱儀聯(lián)用測(cè)試CO₂的吸附量和吸附熱

由全球變暖引起的Ji端天氣在全球范圍內(nèi)發(fā)生得越來越頻繁，已經(jīng)嚴(yán)重危害全球生物多樣性，威脅人類生存。大氣二氧化碳濃度的上升與全球變暖密切相關(guān)。找到有效的方法來減少工業(yè)二氧化碳排放對(duì)于抗擊全球變暖是必要和有意義的。在眾多的二氧化碳捕獲技術(shù)中，基于化學(xué)吸收的二次燃燒技術(shù)被認(rèn)為是非常成熟和非常有前途的技術(shù)之一。該方法適用于二氧化碳分壓較低的煙氣吸收，具有捕集效率高、易于放大等特點(diǎn)，是一種工業(yè)應(yīng)用的有效二氧化碳捕集技術(shù)。有機(jī)胺是應(yīng)用最為廣泛的二氧化碳吸收劑，其中一乙醇胺(MEA)是一種典型的、被廣泛研究的胺類吸收劑，它與二氧化碳具有很高的反應(yīng)活性。然而，其有限的二氧化碳捕獲能力和高再生能源消耗限制了其適用性。尋找或設(shè)計(jì)具有優(yōu)異的CO₂捕集性能的化學(xué)吸收劑，以及了解吸收劑的吸附性能和吸附熱對(duì)設(shè)計(jì)和優(yōu)化捕集裝置具有非常重要的意義。

MEA：Monoethanolamine，乙醇胺。采用有機(jī)胺類化合物1-乙醇胺(MEA)作吸收劑時(shí)， 吸收反應(yīng)如下：

2HOC₂H₄NH₂+H₂O+CO₂→(HOC₂H₄NH₃)₂CO₃

本案例中，測(cè)試分為兩步，首先測(cè)試空白基線，然后相同條件再測(cè)試CO₂在MEA里面的吸附。由于該條件下CO₂的吸附量較小，即MEA過量，因此計(jì)算吸附熱時(shí)以CO₂的吸附量作為有效反應(yīng)物進(jìn)行計(jì)算。

實(shí)驗(yàn)過程：

樣品：30% MEA

樣品質(zhì)量：2g

樣品池：高壓滲透池(CALVET量熱儀) 溫度條件：40℃(CALVET量熱儀控制) 氣氛：CO2

氣體吸附儀GASPRO測(cè)試條件： 動(dòng)力學(xué)，1.8Bar

     儀器：

結(jié)果說明

1、從GASPRO的吸附動(dòng)力曲線可以得到CO₂吸附量為2.892wt%，即0.001314mol；

2、從CALVET圖譜可以得到CO₂吸附熱為(126.41J-13.61J)=112.8J，即85.8KJ/mol CO₂， 與文獻(xiàn)基本一致。

參考文獻(xiàn)：Novel assessment of highly efficient polyamines for post- combustion CO2 capture: Absorption heat, reaction rate, CO2 cyclic capacity, and phase change behavior[J]. Separation and Purification Technology, 2023, 306: 122615.

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