二氧化碳捕集塔内熔融共混亲水改性聚丙烯规整填料性能研究

胡昔鸣; 董文峰; 王争荣; 孙路长; 王凯亮; 李超; 方梦祥; 李治甫

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23144

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二氧化碳捕集塔内熔融共混亲水改性聚丙烯规整填料性能研究

碳中和 | 更新时间：2026-06-29

- 二氧化碳捕集塔内熔融共混亲水改性聚丙烯规整填料性能研究
- Study on Properties of Hydrophilic Modified Polypropylene Regular Filler by Melt Blending in Carbon Dioxide Capture Tower
- 发电技术 2025年46卷第2期页码：296-303
- 作者机构：
  
  1.浙江大学青山湖能源研究基地，浙江省杭州市 311300
  2.能源高效清洁利用全国重点实验室(浙江大学)，浙江省杭州市 310027
  3.中国华电科工集团有限公司，北京市丰台区 100160
  4.中国电力企业联合会，北京市西城区 100032
- 作者简介：
  
  胡昔鸣(1993)，男，硕士，工程师，主要研究方向为CO2化学吸收技术，ximinghu@zju.edu.cn；
  王争荣(1984)，男，硕士，副高级工程师，主要从事燃煤电厂节能减排、碳捕集与利用技术等方面研究，wangzr@chec.com.cn；
  孙路长(1976)，女，硕士，正高级工程师，研究方向为二氧化碳捕集利用及封存技术，sunlc@chec.com；
  王凯亮(1975)，男，硕士，正高级工程师，主要从事大气污染物控制、燃煤电厂脱硫脱硝除尘技术研究和工程设计与管理方面的工作，wangkl@chec.com.cn；
  方梦祥(1965)，男，博士，教授，主要从事煤和生物质流化床热解、气化和燃烧，CO2化学吸收技术等方面研究，本文通信作者，mxfang@zju.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目(2023YFE0199300);中国华电集团公司“揭榜挂帅”项目(CHDKJ21-01-109);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2022ZFJH004)
- DOI：10.12096/j.2096-4528.pgt.23144
  中图分类号： TK 09
- 收稿：2024-02-13，
  
  修回：2024-05-02，
  
  纸质出版：2025-04-30
- 稿件说明：
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胡昔鸣,董文峰,王争荣等.二氧化碳捕集塔内熔融共混亲水改性聚丙烯规整填料性能研究[J].发电技术,2025,46(02):296-303.

HU Ximing,DONG Wenfeng,WANG Zhengrong,et al.Study on Properties of Hydrophilic Modified Polypropylene Regular Filler by Melt Blending in Carbon Dioxide Capture Tower[J].Power Generation Technology,2025,46(02):296-303.
胡昔鸣,董文峰,王争荣等.二氧化碳捕集塔内熔融共混亲水改性聚丙烯规整填料性能研究[J].发电技术,2025,46(02):296-303. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23144.

HU Ximing,DONG Wenfeng,WANG Zhengrong,et al.Study on Properties of Hydrophilic Modified Polypropylene Regular Filler by Melt Blending in Carbon Dioxide Capture Tower[J].Power Generation Technology,2025,46(02):296-303. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23144.

摘要

目的

目前胺法捕集烟气CO

工艺系统中大多采用不锈钢填料塔，为了大幅度降低填料塔成本，提出采用聚丙烯材质规整填料替代高成本的不锈钢结构填料，从而降低燃烧后CO

捕集系统中吸收塔的投资成本。

方法

采用塑料填料来代替不锈钢填料，将选用的聚丙烯材料和质量分数为30%的聚丙烯接枝马来酸酐(polypropylene grafted maleic anhydride，PP-g-MAH)颗粒料进行混合后，采用熔融共混方法将其制成规整填料。在搭建的填料流体力学性能和传质性能测试平台上，对不同填料性能进行测试。

结果

聚丙烯和PP-g-MAH熔融共混改性的规整填料410Y和350Y干塔压降与不锈钢填料500Y干塔压降接近。在相同公称比表面积规格条件下，改性聚丙烯填料350Y的有效比表面积接近不锈钢填料350Y。在CO

-胺反应的吸收塔内的液相负荷条件下，聚丙烯填料350Y的有效比表面积约为不锈钢填料350Y的90%左右。

结论

改性聚丙烯填料与不锈钢填料性能接近，实际应用中可替代不锈钢填料，并大幅降低CO

捕集系统中吸收塔的投资成本。

Abstract

Objectives

At present

most amine based CO

capture systems for flue gas use stainless steel filled towers. In order to significantly reduce the cost of filled towers

this paper proposes the use of polypropylene structured filler instead of high cost stainless steel structured filler

thereby reducing the investment cost of absorption

towers in CO

capture systems after combustion.

Methods

Using plastic fillers instead of stainless steel fillers

the selected polypropylene material and 30% mass fraction of polypropylene grafted maleic anhydride (PP-g-MAH) particles are mixed

and then they are melt blended to form regular fillers. On the constructed testing platform for fluid dynamics and mass transfer performance of fillers

different filler properties are tested.

Results

The dry tower pressure drop of regular fillers of 410Y and 350Y modified by melt blending of polypropylene and polypropylene grafted maleic anhydride is similar to that of stainless steel 500Y. The effective specific surface area of modified polypropylene filler 350Y is close to that of stainless steel filler 350Y with the same nominal specific surface area. Under liquid-phase loading conditions in the CO

amine reaction absorption tower

the effective specific surface area of polypropylene filler of 350Y is about 90% of that of stainless steel filler of 350Y.

Conclusions

The modified polypropylene filler has similar performance to stainless steel filler and can replace stainless steel filler in practical applications

significantly reducing the investment cost of absorption towers in CO

capture systems.

关键词

Keywords

references

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