气体吸附仪与量热仪联用测试CO₂的吸附量和吸附热

由全球变暖引起的Ji端天气在全球范围内发生得越来越频繁，已经严重危害全球生物多样性，威胁人类生存。大气二氧化碳浓度的上升与全球变暖密切相关。找到有效的方法来减少工业二氧化碳排放对于抗击全球变暖是必要和有意义的。在众多的二氧化碳捕获技术中，基于化学吸收的二次燃烧技术被认为是非常成熟和非常有前途的技术之一。该方法适用于二氧化碳分压较低的烟气吸收，具有捕集效率高、易于放大等特点，是一种工业应用的有效二氧化碳捕集技术。有机胺是应用最为广泛的二氧化碳吸收剂，其中一乙醇胺(MEA)是一种典型的、被广泛研究的胺类吸收剂，它与二氧化碳具有很高的反应活性。然而，其有限的二氧化碳捕获能力和高再生能源消耗限制了其适用性。寻找或设计具有优异的CO₂捕集性能的化学吸收剂，以及了解吸收剂的吸附性能和吸附热对设计和优化捕集装置具有非常重要的意义。

MEA：Monoethanolamine，乙醇胺。采用有机胺类化合物1-乙醇胺(MEA)作吸收剂时， 吸收反应如下：

2HOC₂H₄NH₂+H₂O+CO₂→(HOC₂H₄NH₃)₂CO₃

本案例中，测试分为两步，首先测试空白基线，然后相同条件再测试CO₂在MEA里面的吸附。由于该条件下CO₂的吸附量较小，即MEA过量，因此计算吸附热时以CO₂的吸附量作为有效反应物进行计算。

实验过程：

样品：30% MEA

样品质量：2g

样品池：高压渗透池(CALVET量热仪) 温度条件：40℃(CALVET量热仪控制) 气氛：CO2

气体吸附仪GASPRO测试条件： 动力学，1.8Bar

     仪器：

结果说明

1、从GASPRO的吸附动力曲线可以得到CO₂吸附量为2.892wt%，即0.001314mol；

2、从CALVET图谱可以得到CO₂吸附热为(126.41J-13.61J)=112.8J，即85.8KJ/mol CO₂， 与文献基本一致。

参考文献：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.