本文选自《工程热物理学报》2022年第43卷

鼓泡反应器内碱性溶液的CO2 化学吸收特性研究

杨宁  刘振宇  郝敬洋  吴宇峰  周云龙

(东北电力大学能源与动力工程学院， 吉林 132012)

 摘 要

CO2 捕集技术对于降低火电机组的CO2 排放具有重要意义，CO2 吸收过程中气体和碱性溶液的相互作用对于CO2捕集效果具有本质影响。本研究通过获取鼓泡反应器内部纯化水中不同气体流量(20∼60 mL/min) 气泡的型态信息，结合建立的化学反应模型，分别通过几何结构型态、态密度DOS、电荷密度、反应热量等量子化学理论考察了CO2 的I 级反应和II 级反应化学吸收机理，研究不同浓度的碱性溶液(2OH1−∼4OH1− 离子体系) 对CO2 吸收特性的影响，研究结果表明：增加气体流量可以产生边缘的扰动促进CO2 的化学吸收；态密度DOS 和电荷密度的计算表明，C 元素在–20∼0 eV 的能量峰值发生明显降低，I 级反应的产物CO2−3 是相对牢固的结构，活跃的自由电子得到有效的固定；对于碱性溶液浓度增至4OH1− 离子体系，II 级反应热量的增加结果说明产物HCO1−3 是极不可能存在的。

关键词: 鼓泡反应器；碱性溶液；CO2 吸收；化学反应