基于多级吸附-再生双流化床的连续脱碳热态试验研究
发布时间：2023-12-09 10:01
以CO2为主的温室气体大量排放,使全球气候变暖加剧,燃煤电厂作为最大的CO2排放源,发展与其工艺特性相适应的CO2捕集技术刻不容缓。在众多CO2捕集技术路线中,碱金属基固体吸附剂干法捕集CO2技术凭借其再生能耗低、对设备无腐蚀、无二次污染等特点成为脱碳技术领域的研究热点之一。但是目前基于该技术的各类连续脱碳再生系统的设计仍不理想,一定程度上限制了碱金属基脱碳技术的商业化进程。针对该问题,本文自行设计并搭建了多级吸附再生双流化床连续脱碳系统,吸附反应器采用双级串行鼓泡床-输运床叠式布置,在满足高传热传质速率和持续反应动力的基础上,兼顾了气固接触时间和吸附剂循环流率的独立可调。本文在掌握系统内气固流动特性调控方法的基础上,探明了各操作参数对脱碳效率的影响规律,在遴选出最佳工况的基础上进行了长时间连续脱碳再生试验,评估了系统稳定性及吸附剂耐磨损性。具体研究内容及主要成果如下:利用K2CO3/Al2O3
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 温室气体排放与全球变暖的危害
1.1.2 温室气体排放的应对政策及措施
1.1.3 碳捕集和封存技术(CCS)与碱金属基固体吸附剂连续脱碳技术
1.2 碱金属基固体吸附剂的研究现状
1.2.1 钾基固体吸附剂
1.2.2 钠基固体吸附剂
1.3 基于碱金属基固体吸附剂连续脱碳再生系统的研究现状
1.3.1 国外的相关研究
1.3.2 国内的相关研究
1.3.3 前人研究存在的问题和不足
1.4 本文研究目标及技术路线
1.4.1 研究目标和内容
1.4.2 研究技术路线
1.5 本章小结
第二章 实验装置、方法与误差分析
2.1 引言
2.2 实验物料
2.2.1 吸附剂的选取
2.2.2 吸附剂的制备
2.3 实验装置
2.3.1 连续循环脱碳再生实验系统
2.3.2 小型固定床脱碳系统
2.3.3 表征测试装置
2.4 实验原理及方法
2.4.1 连续循环脱碳再生实验系统工作原理
2.4.2 冷态物料循环特性实验方法
2.4.3 热态连续循环脱碳再生实验方法及评价指标
2.4.4 小型固定床脱碳系统实验方法
2.5 误差分析
2.5.1 误差来源及计算方法
2.5.2 各实验系统误差计算
2.6 本章小结
第三章 连续循环脱碳再生系统的设计、搭建与调试
3.1 引言
3.2 连续循环脱碳再生系统的主体设计
3.2.1 耦合吸附反应器
3.2.2 再生反应器
3.2.3 旋风分离器
3.2.4 返料阀
3.3 连续循环脱碳再生系统的调试
3.4 连续循环脱碳再生系统调试及运行过程中遇到的主要问题及对策
3.5 本章小结
第四章 双级串行鼓泡床-输运床耦合反应器物料的循环特性
4.1 引言
4.2 返料阀的返料特性
4.2.1 返料风对返料量的影响
4.2.2 松动风对返料量的影响
4.2.3 吸附床鼓泡段床层高度对返料量的影响
4.3 物料的输送特性
4.3.1 各主要因素对输运稳定性的影响
4.3.2 各主要因素对物料输运量的影响
4.4 本章小结
第五章 双级串行鼓泡床-输运床耦合反应器脱碳特性研究
5.1 引言
5.2 不同反应条件对系统脱碳特性的影响
5.2.1 典型工况下的连续脱碳特性分析
5.2.2 床层高度配比的影响
5.2.3 吸附剂循环流率的影响
5.2.4 吸附温度的影响
5.2.5 再生工况的影响
5.2.6 烟气中初始水蒸气浓度的影响
5.3 级间补充水蒸气对系统脱碳特性的影响
5.3.1 水蒸气补充量的影响
5.3.2 系统对烟气中初始水蒸气浓度敏感性的影响
5.3.3 再生温度的影响(CO2气氛再生)
5.4 长时间连续循环脱碳特性研究
5.4.1 系统长时间脱碳表现
5.4.2 吸附剂长时间脱碳后的结构变化
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 进一步研究建议
参考文献
致谢
作者简介,攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3871346
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.1.1 温室气体排放与全球变暖的危害
1.1.2 温室气体排放的应对政策及措施
1.1.3 碳捕集和封存技术(CCS)与碱金属基固体吸附剂连续脱碳技术
1.2 碱金属基固体吸附剂的研究现状
1.2.1 钾基固体吸附剂
1.2.2 钠基固体吸附剂
1.3 基于碱金属基固体吸附剂连续脱碳再生系统的研究现状
1.3.1 国外的相关研究
1.3.2 国内的相关研究
1.3.3 前人研究存在的问题和不足
1.4 本文研究目标及技术路线
1.4.1 研究目标和内容
1.4.2 研究技术路线
1.5 本章小结
第二章 实验装置、方法与误差分析
2.1 引言
2.2 实验物料
2.2.1 吸附剂的选取
2.2.2 吸附剂的制备
2.3 实验装置
2.3.1 连续循环脱碳再生实验系统
2.3.2 小型固定床脱碳系统
2.3.3 表征测试装置
2.4 实验原理及方法
2.4.1 连续循环脱碳再生实验系统工作原理
2.4.2 冷态物料循环特性实验方法
2.4.3 热态连续循环脱碳再生实验方法及评价指标
2.4.4 小型固定床脱碳系统实验方法
2.5 误差分析
2.5.1 误差来源及计算方法
2.5.2 各实验系统误差计算
2.6 本章小结
第三章 连续循环脱碳再生系统的设计、搭建与调试
3.1 引言
3.2 连续循环脱碳再生系统的主体设计
3.2.1 耦合吸附反应器
3.2.2 再生反应器
3.2.3 旋风分离器
3.2.4 返料阀
3.3 连续循环脱碳再生系统的调试
3.4 连续循环脱碳再生系统调试及运行过程中遇到的主要问题及对策
3.5 本章小结
第四章 双级串行鼓泡床-输运床耦合反应器物料的循环特性
4.1 引言
4.2 返料阀的返料特性
4.2.1 返料风对返料量的影响
4.2.2 松动风对返料量的影响
4.2.3 吸附床鼓泡段床层高度对返料量的影响
4.3 物料的输送特性
4.3.1 各主要因素对输运稳定性的影响
4.3.2 各主要因素对物料输运量的影响
4.4 本章小结
第五章 双级串行鼓泡床-输运床耦合反应器脱碳特性研究
5.1 引言
5.2 不同反应条件对系统脱碳特性的影响
5.2.1 典型工况下的连续脱碳特性分析
5.2.2 床层高度配比的影响
5.2.3 吸附剂循环流率的影响
5.2.4 吸附温度的影响
5.2.5 再生工况的影响
5.2.6 烟气中初始水蒸气浓度的影响
5.3 级间补充水蒸气对系统脱碳特性的影响
5.3.1 水蒸气补充量的影响
5.3.2 系统对烟气中初始水蒸气浓度敏感性的影响
5.3.3 再生温度的影响(CO2气氛再生)
5.4 长时间连续循环脱碳特性研究
5.4.1 系统长时间脱碳表现
5.4.2 吸附剂长时间脱碳后的结构变化
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 进一步研究建议
参考文献
致谢
作者简介,攻读硕士期间参加的学术活动与发表的论文
本文编号：3871346
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/qiuzhijiqiao/3871346.html
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