三胺混合物中的二氧化碳吸附-解吸：平衡研究、13C核磁共振物种分析及再生能量特性分析

《Energy & Fuels》：CO2 Absorption–Desorption in Triamines Blend: Equilibrium Studies, 13C NMR Speciation, and Regeneration Energy Profiling

本研究系统评估了TETA-DMAE-EAE胺三Blend的CO2捕集性能，通过bubble column反应器测定其热力学参数及动力学特性。结果表明，该Blend在298.15K、15kPa CO2分压下达到1.157 mol/g胺的最大负载率，比传统5M MEA降低吸收热36.8%，再生效率达86.17%，且初始吸收/解吸速率提升2.5和7.74倍，13C NMR证实多胺协同作用机制。该体系为火电厂碳捕集提供了高效低耗解决方案。

　　

在这项研究中，系统地评估了一种新型水性胺三元混合物的二氧化碳（CO₂）捕获能力。该混合物由三乙基四胺（TETA）、2-二甲基氨基乙醇（DMAE）和2-（乙氨基）乙醇（EAE）组成。实验在带有气泡柱的反应器中进行，以评估关键参数，包括平衡CO₂负载量（λ）和捕获能力、吸收能力及循环吸收能力、吸收热、再生效率、初始吸收/解吸速率以及总体成本效益。在298.15 K、15 kPa的CO₂分压以及1 mol/L的溶液浓度条件下，该三元混合物的最大平衡CO₂负载量为1.157 mol CO₂/mol胺。研究人员开发了一个可靠的经验模型，将胺浓度、温度、摩尔分数和CO₂分压等操作参数与CO₂负载量相关联，平均绝对相对偏差（AARD）为0.64%。与传统5 M单乙醇胺（MEA）相比，该三元混合物具有显著优势：吸收热较低（53.8 kJ/mol，比MEA低36.8%），循环吸收能力更强（最高可达2.295 mol CO₂/L-solution），初始吸收和解吸速率也更快（分别快2.5倍和7.74倍）。再生能耗降低了78.53%，再生效率仍然很高（高达86.17%），优于5 M MEA。通过¹³C核磁共振（NMR）的物种分析发现，形成了氨基甲酸盐和碳酸氢盐/碳酸盐化合物，证实了各胺组分的独特作用：TETA和EAE负责快速捕获CO₂，而DMAE则参与碳酸氢盐的生成。这些结果表明，TETA + DMAE + EAE三元混合物是一种有前景的燃烧后CO₂捕获溶剂系统，具有高吸收性能且能耗较低。其优异的动力学性能、热效率以及较低的环境影响使其成为碳中和燃煤电厂应用的理想候选者。