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ZIF-8浆液中试分离CO2/N2过程模拟及能耗分析

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ZIF-8/2-甲基咪唑-乙二醇-水浆液(ZIF-8浆液)可以高效低耗能地分离CO2.为了进一步评估ZIF-8浆液在填料塔中分离CO2的塔效率及能耗,使用Peng-Robinson(PR)状态方程,求出CO2和ZIF-8浆液的二元交互作用参数(kCO2),将二元交互作用参数和Aspen Plus软件进行关联,对CO2/N2多级吸收分离进行过程模拟.计算结果表明在中试填料塔中,ZIF-8浆液仅需要5块理论塔板即可将CO2浓度由20％(mol)降低至2％(mol)以下,填料塔的塔板效率为25％.对中试分离CO2/N2进行能耗计算,结果表明当解吸条件为解吸温度333 K,解吸压力0.8 MPa和空气吹扫流量200 L/h时,CO2捕集等效功最低可至0.474 GJ/t CO2.在同样条件下使用ZIF-8浆液和MEA(30％(mass))水溶液进行碳捕集时,CO2捕集等效功分别为0.507 GJ/t CO2和0.957 GJ/t CO2,ZIF-8浆液的CO2捕集等效功仅为MEA水溶液的53％.
Process simulation and energy consumption analysis of CO2/N2 pilot-scale separation using ZIF-8 slurry

黄子轩、陈欢、李海、王明龙、陈光进、刘蓓

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中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室,北京102249

中国科学院过程工程研究所,绿色过程与工程重点实验室,北京100190

ZIF-8 二氧化碳捕集 填料塔 过程模拟 能耗分析

国家自然科学基金

21776301

2022

10.11949/0438-1157.20211441

化工学报
中国化工学会 化学工业出版社

化工学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.26
ISSN：0438-1157
年,卷(期)：2022.73(1)
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