氨法碳捕集机理与实验研究

发布时间：2023-01-15 12:00

　　近年来随着煤炭、石油、天然气等化石燃料的大量使用，燃烧所产生的CO2大量增加，温室效应所导致的全球变暖现象已成为世界关注和讨论的热点问题。CO2的排放直接关系到我国的可持续发展，碳减排是解决环境污染的必经之路。目前应用的碳捕集技术存在初投资大、设备腐蚀、不易回收再利用等问题，因此研究低成本并高效的脱碳吸收剂、可循环再生与循环利用的碳捕集与解吸技术是面临的一项重要课题。 本实验利用自行设计的吸收和解吸实验系统对氨法脱碳吸收、解吸CO2过程展开详细深入的研究。在自制喷淋塔和填料塔中，使用氨水作为吸收剂，研究了不同实验条件对CO2体积总传质系数（KGaV）、气相传质系数（kG）和有效传质截面积（av）的影响。实验结果表明：KGaV随着氨水浓度、氨水流量、气体流量的增加呈现上升的趋势，随着CO2分压和气体温度的上升呈现先升高再降低的趋势；kG随着氨水流量、气体流量、CO2分压的增大而增加，aV随着氨水流量、气体流量的增大而提高；CO2分压对KGaV、kG和aV的影响较小；氨水吸收CO2的过程中主要受液膜控制。在自制解吸实验台中，对氨法碳捕集主要吸收产物碳酸氢铵溶液在填料塔和非填料空塔中受... 

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 氨法碳捕集吸收 CO_2技术现状
        1.2.1 吸收过程反应机理
        1.2.2 氨法碳捕集吸收 CO_2研究现状
        1.2.3 氨法碳捕集吸收 CO_2存在问题
    1.3 脱碳吸收液解吸 CO_2技术现状
        1.3.1 脱碳吸收液解吸 CO_2的反应机理
        1.3.2 脱碳吸收液解吸 CO_2研究现状
        1.3.3 脱碳吸收液解吸存 CO_2在问题
    1.4 课题研究内容
    1.5 本章小结
第2章 喷淋塔中氨水吸收 CO_2的传质研究
    2.1 实验装置
    2.2 实验方法
    2.3 涉及的参数计算方法
        2.3.1 体积总传质系数（KGav）的计算
        2.3.2 气相传质系数（kG）和有效传质截面积（av）的计算
    2.4 实验结果分析和讨论
        2.4.1 氨水喷淋吸收 CO_2的体积总传质系数（KGav）
        2.4.2 氨水喷淋吸收 CO_2的气相传质系数（kG）和有效传质截面积（av）
        2.4.3 主要传质参数总结
    2.5 本章小结
第3章 填料塔中氨水吸收 CO_2气液传质参数实验研究
    3.1 实验装置
    3.2 实验方法
    3.3 实验结果和讨论
        3.3.1 填料规格的筛选
        3.3.2 氨水吸收 CO_2的体积总传质系数（KGav）
        3.3.3 氨水吸收 CO_2的气相传质系数（kG）和有效接触面积（av）
        3.3.4 氨水吸收 CO_2传质过程中气膜控制和液膜控制的判定
        3.3.5 与其他传质参数的比较与分析
    3.4 本章小节
第4章 传统加热 CO_2解吸性能的实验研究
    4.1 实验装置
    4.2 解吸塔参数
    4.3 实验方法
    4.4 实验结果讨论
        4.4.1 CO_2解吸性能随时间的变化
        4.4.2 含碳溶液浓度对 CO_2解吸性能的影响
        4.4.3 CO_2载荷对 CO_2解吸性能的影响
        4.4.4 解吸温度对 CO_2解吸性能的影响
    4.5 本章小节
第5章 微波解吸碳酸氢铵溶液中 CO_2的实验研究
    5.1 实验装置
    5.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 碳酸氢铵溶液在微波辐照下的解吸性能
        5.3.2 微波功率对 CO_2解吸的影响
        5.3.3 碳酸氢铵浓度对 CO_2解吸的影响
        5.3.4 溶液中 CO_2载荷对 CO_2解吸的影响
        5.3.5 解吸耗能计算
        5.3.6 与常规加热解吸的对比
    5.4 本章小结
第6章 填料对微波解吸碳酸氢铵溶液的影响研究
    6.1 填料规格
    6.2 实验装置
    6.3 实验方法
    6.4 结果与讨论
        6.4.1 微波作用时间对不同填料体系下 CO_2解吸过程的影响
        6.4.2 微波功率对不同填料体系下 CO_2解吸比例、解吸过程中溶液蒸发量和单位 CO_2解吸耗能影响
        6.4.3 碳酸氢铵浓度对不同填料体系下 CO_2解吸比例、解吸过程中溶液蒸发量和单位 CO_2解吸耗能影响
    6.5 本章小节
第7章 结论及建议
    7.1 结论
    7.2 对今后工作的展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]规整填料塔中氨水吸收CO2的体积总传质系数[J]. 唐忠利,赵行健,刘伯潭,刘春江,陈涛,袁希钢.  化工学报. 2012(04)
[2]氨水与MEA的CO2捕集对比研究[J]. 马双忱,王梦璇,孙云雪,崔基伟,陈伟忠.  动力工程学报. 2012(01)
[3]填料塔内氨水同时吸收SO2和CO2的试验研究[J]. 仇中柱,龚少林,郑超润,张雷,李欢,李芃,李启明.  动力工程学报. 2011(09)
[4]氨水捕集模拟烟气中二氧化碳的实验与理论研究[J]. 马双忱,孙云雪,赵毅,方文武,韩剑,梁丕昭.  化学学报. 2011(12)
[5]填料塔中氨水吸收二氧化碳的传质性能[J]. 曾庆,郭印诚,牛振祺,林文漪.  化工学报. 2011(S1)
[6]θ环填料塔中单乙醇胺吸收CO2传质性能研究[J]. 那艳清,符开云,梁志武,奚飞,刘贺磊,李文生,TONI WACHWUTHIKUL P T.  湖南大学学报(自然科学版). 2011(03)
[7]喷雾塔中氨水吸收CO2的速率[J]. 曾庆,郭印诚,牛振褀,林文漪.  环境科学学报. 2011(02)
[8]氨水细喷雾吸收CO2的体积总传质系数[J]. 曾庆,郭印诚,牛振褀,林文漪.  中国电机工程学报. 2011(02)
[9]氨水与MEA喷雾捕集CO2能力的比较[J]. 牛振祺,郭印诚,林文漪.  高校化学工程学报. 2010(03)
[10]超重力技术在合成氨脱碳吸收剂再生工艺中的应用研究[J]. 曾群英,赵光辉,白玉洁,杜海,杨春基,关伟宏.  现代化工. 2009(10)

博士论文
[1]再生氨法脱除燃煤电厂烟气中二氧化碳的实验研究[D]. 刘芳.清华大学 2009

硕士论文
[1]氨法回收电厂烟气中二氧化硫二氧化碳的试验研究[D]. 郑显玉.清华大学 2002



本文编号：3731021