Введение
1. Обзор литературы 10
1.1. Задача выделения СО2 10
1.2. Стратегии выделения СО2
1.2.1. Выделение CО2 из дымовых газов (метод Post-Combustion) 12
1.2.2. Выделение CО2 в системах с комбинированным циклом комплексной газификации (метод Pre-Combustion) 13
1.2.3. Выделение CО2 при сжигании топлива в потоке чистого кислорода (метод Oxy-fuel Combustion) 14
1.2.4. Сравнение стратегий выделения СО2 14
1.3. Методы очистки дымовых газов от СО2 16
1.3.1. Абсорбционные методы очистки 17
1.3.2. Адсорбционные методы очистки 21
1.3.3. Мембранные методы очистки 24
1.3.4. Криогенные методы очистки 26
1.3.5. Сравнение методов
1.4. Деградация абсорбентов на основе алканоламинов и образование термостабильных солей (ТСС) 28
1.5. Методы очистки абсорбентов от ТСС
1.5.1. Термическая регенерация (дистилляция) 34
1.5.2. Ионный обмен 39
1.5.3. Электродиализ 43
1.5.4. Сравнение методов 47
2. Экспериментальная часть 51
2.1. Объекты исследования 51
2.1.1. Ионообменные мембраны 51
2.1.2. Модельный деградированный МЭА абсорбент 51
2.1.3. Реальный деградированный МЭА абсорбент 53
2.2 Удаление ТСС из модельных растворов 55
2.2.1 Лабораторная электродиализная ячейка 55
2.2.2 Определение содержания ТСС 57
2.2.3 Определение содержания МЭА и СО2 58
2.2.4 Оценка стабильности мембран 58 2.3 Удаление ТСС из реального абсорбента 59
2.3.1 Состав и схема пилотного электродиализного аппарата (ЭДА) 59
2.3.2 Методика тестирования ЭДА 61
2.3.3 Протокол испытаний 62
2.3.4 Определение компонентного состава реального абсорбента 64
2.3.5 Оценка эффективности транспорта индивидуальных компонентов 66
2.3.6 Оценка стабильности мембран 67
2.3.7 Исследование мембран после пилотных испытаний 67
3. Результаты и обсуждение 69
3.1. Очистка модельного деградированного МЭА абсорбента 69
3.1.1. Удаление ТСС из растворов с различной степенью карбонизации 69
3.1.2. Транспорт СО2 76
3.1.3. Устойчивость мембран в растворах моноэтаноламина 83
3.2. Очистка реального деградированного МЭА абсорбента 84
3.2.1. Деградация абсорбента в системе пилотного завода 84
3.2.2. Удаление анионов ТСС 85
3.2.3. Транспорт диоксида углерода и МЭА 94
3.2.4. Перенос тяжелых металлов 98
3.2.5. Тестирование второй ступени ЭДА 100
3.2.6. Оценка стабильности работы мембран ЭДА 103
3.2.7. Влияние добавления щелочи (NaOH) 105
3.2.8. Исследование мембран после пилотного тестирования 109
Выводы 116
Список использованной литературы 118
