E. Kruszczak, H. Kierzkowska - Pawlak
Politechnika Łódzka, Wydział Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska, Łódź, PL

BADANIE KINETYKI ABSORPCJI CO2 W MIESZANINIE AMIN DEEA I MAPA


Absorpcja w wodnych roztworach amin jest skuteczną metodą wychwytywania CO2 z gazów spalinowych. W związku z wysoką reaktywnością z CO2 najpowszechniej wykorzystywanymi absorbentami są aminy pierwszo i drugorzędowe. Jednakże stosowanie tych substancji jest ograniczone ze względu na wysoki koszt regeneracji rozpuszczalników oraz niską zdolność pochłaniania CO2. Większą pojemnością absorpcyjną charakteryzują się aminy trzeciorzędowe. Dlatego w ostatnich latach zaczęto badać procesy absorpcji gazów kwaśnych w wieloskładnikowych roztworach amin, które zachowują zalety wszystkich składników mieszaniny. Zastosowanie kilku amin w roztworze absorpcyjnym pozwala na zwiększenie szybkości wychwytywania CO2 przy jednoczesnym niskim nakładzie energii do regeneracji. W niniejszej pracy przeprowadzono badania szybkości absorpcji CO2 w aktywowanym roztworze N,N–dietyloetanoloaminy (DEEA) w reaktorze z płaską powierzchnią kontaktu faz gaz – ciecz, w zakresie temperatur 303 – 333 K. Całkowite stężenie aminy aminy trzeciorzędowej DEEA było równe 2 kmol/m3. Jako aktywator zastosowano N-metyl-1,3-propan-diaminę (MAPA). Skład mieszaniny amin (DEEA + MAPA) w wodnym roztworze wynosił: (1,95 kmol/m3 +0,05 kmol/m3), (1,90 kmol/m3 +0,1 kmol/m3), (1,80 kmol/m3 +0,2 kmol/m3). Szybkość absorpcji CO2 w roztworze mieszaniny amin została zmierzona przy wykorzystaniu metody pomiaru spadku ciśnienia CO2 podczas okresowej absorpcji gazu w zakresie (7-35) kPa. Wyznaczone szybkości absorpcji CO2 w aktywowanych roztworach były znacznie większe niż w roztworze bazowym DEEA. Zauważono, że wzrost stężenia aktywatora MAPA w mieszaninie powoduje znaczny wzrost szybkości absorpcji CO2. Otrzymane wyniki dla analizowanych absorbentów porównano z danymi literaturowymi, w których analizowano inne układy amin (DEEA + aktywator). Aktywator MAPA został porównany z N-etyloetanolaminą (EEA), piperazyną (PZ), N-(2-aminoetylo)etanoloaminą (AEEA) i 1,6-heksametylodiaminą (HMDA). MAPA okazała się najlepszym aktywatorem spośród innych aktywatorów bazowego roztworu DEEA badanych przez innych autorów.

Słowa kluczowe: usuwanie CO2, N,N-dietyloetanoloamina, N-metylo-1,3-propanodiamina, mieszaniny amin, szybkość absorpcji CO2