东北大学学生发明高效低污染二氧化碳变温吸脱附系统

点击上方“蓝字”可以订阅哦

2016年，强厄尔尼诺现象带来的强风暴雨给世界多国造成了巨大的人员和经济损失，而引发强厄尔尼诺现象的主要元凶就是过度排放二氧化碳造成的全球变暖。
近年来，二氧化碳排放量呈增长趋势，且排放量巨大，其中2014年全球的二氧化碳排放量为357亿吨。降低空气中的二氧化碳含量，控制全球变暖的速度，成为世界各国科研工作者刻苦钻研的目标。众多硬研究者的加入使二氧化碳捕集技术不断发展，出现了物理吸附法、化学吸收法、膜分离技术和低温分离技术等多种方法。其中物理吸附法由于具有设备简单、无腐蚀、压力范围广、能耗和环境污染低、吸附剂可循环利用等特点，相比起其他吸附方式更符合节能减排的思想。

东北大学新能源科学与工程专业13级学生王昊、于洋、欧阳硕三个热爱环保工作的年轻人，直面全球变暖这一世界难题，迎难而上，希望用所学的专业知识去发明更有效的二氧化碳捕集方法。他们选择物理吸附方法作为研讨方向，广泛收集资料，潜心钻研。“我们在研究中发现，物理吸附法中变温吸脱附系统由于吸附剂的比热容较大，在不断加热和冷却吸附柱的过程中能耗很大，吸附床加热和冷却的时间也较长，这成为限制变温吸附发展的主要的因素，并且吸附材料不能循坏利用，吸脱附过程不能匹配控制，吸脱附效率比较低，设备运行时间长，成本比较高。”王昊说。

针对现有技术的不足，王昊等三人创造性地进行了大量实验，提出了一种基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统的理论，并设计出一种新型的装置。这套装置可以利用火电厂排放出的低温余热，通过换热调节使二氧化碳吸脱附床达到各自所需的工作温度来完成对二氧化碳的连续吸脱附，且可以根据实际工作状况，实现多床多步联合工作，实现效率的最大化，具有较高的灵活性和适应性。
经过大量实验，王昊等人发明的基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统取得了巨大成功。该系统采用可循环利用且经济可靠的沸石13X作为吸附剂，以烟气中的低品位热能作为能量来源，结合物理变温吸附实现循环吸脱附，提高了吸脱附的效率和换热效率，节约了系统运行时间，降低了约六成系统能耗，减少了火电厂烟气造成的热污染。
指导教师杜涛教授评价说，“该系统利用了烟气低品位的热能，通过阀门组的设计实现了二氧化碳的连续吸脱过程。三步捕集后二氧化碳的捕集浓度可以达到百分之九十，实现了余热利用与二氧化碳捕集双效节能减排的效果！”此外，吸脱附收集起来的高纯度二氧化碳，能够作为其他化工产品的原料继续发挥其价值，产生一定的经济效益。
目前，王昊等人的“一种基于低品位热能的二氧化碳变温吸脱附系统”已经获得国家专利局实用新型专利。

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

诚邀投稿欢迎专家学者提供化学化工产学研方面的稿件至[e-mail]，并请注明详细联系信息。化学技术转移中心®会及时推送。

欢迎加入微信群

为满足化学化工产学研各界同仁的要求，目前开通了“化学同仁-专家学者”群。

申请入群，请先加审核微信号chemshow （或长按下方二维码），并请一定注明：化学+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入群。