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由于CO2等温室气体的大量排放所导致的温室效应已受到人们越来越多的关注。目前,CO2捕集与封存技术是一种主要针对化石燃料燃烧排放的CO2进行捕集的有效方式。当前膜气吸收技术中所采用的膜接触器大多为有机膜接触器,其在CO2吸收方面仍然存在一些难以解决的问题。与有机膜接触器相比,无机陶瓷膜接触器具有良好的结构性、热稳定性和物化特性,且很少有关利用无机陶瓷膜接触器进行CO2吸收的研究报道。因此,很有必要对陶瓷膜接触器吸收CO2的实验性能进行研究探讨。 首先,本文采用十三氟代正辛基硅烷(FAS)疏水改性试剂对陶瓷膜表面进行疏水改性,并对其进行表征分析。结果表明,改性后的陶瓷膜表面接枝上了一层疏水分子层,具有接触角值为153°的超疏水特性,且疏水分子层对膜表面形貌和膜孔径未造成明显影响。 其次,将超疏水陶瓷膜管组装制作成陶瓷膜接触器,选用单乙醇胺(MEA)水溶液作为CO2吸收液,进行CO2吸收实验。考察基本操作变量的改变对CO2脱除率和传质速率的影响。结果表明,选取质量浓度5%的MEA吸收液和一定操作条件,利用陶瓷膜接触器进行CO2吸收能够获得良好的CO2脱除效果,该接触器用于脱除CO2是有效可行的。 最后,采用陶瓷膜接触器和聚丙烯中空纤维膜接触器进行CO2吸收实验、自清洁测试实验和电厂烟道气粉尘污染测试实验。通过实验对比得出,陶瓷膜接触器的传质性能和抗污染自清洁性优于聚丙烯中空纤维膜接触器,其实验传质系数值更接近于理论传质系数值(比值为0.94),能够保持较高的CO2脱除率和传质速率。陶瓷膜接触器经过干燥处理后能够恢复保持高于74%的CO2吸收率,由此提出一种周期干燥交替循环的工艺操作模式进行电厂烟道气中CO2的长期连续脱除,具有一定可行性和适用性。