基于鼓泡床—输运床叠置反应器的CO 2 连续吸附—再生全循环数值模拟研究

发布时间：2024-04-20 17:55

　　工业革命以来,以CO₂为主的温室气体大量排放,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。然而,目前的研究中连续脱碳系统的实验装置还存在一些不足,并且对新型叠置反应器的了解不够深入,连续脱碳系统的数值模拟研究较少,目前的研究中缺乏基于碱金属基固体吸附剂的三维全循环系统的热态数值模拟研究。基于此,本文借助数值模拟软件,结合实验数据对连续脱碳系统进行了模型建立,分析了气固流动特性和脱碳反应特性,对实验装置设计和操作条件提出优化建议。具体的研究内容和主要成果如下:构建了基于新型鼓泡床-输运床叠置反应器的全循环CO₂捕集系统的二维气固反应模型。结果显示吸附反应主要发生在鼓泡段,很少发生在中心提升管和输送段。随着吸附剂的循环流率从10kg/h提高到30kg/h,CO

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 气候变暖与温室气体
        1.1.2 CCS捕集技术
    1.2 碱金属基固体吸附剂脱碳技术
        1.2.1 碱金属基固体吸附剂脱碳过程原理
        1.2.2 高活性固体吸附剂研究现状
        1.2.3 连续脱碳系统的实验研究
        1.2.4 连续脱碳系统的数值模拟研究
    1.3 研究目的及研究内容
        1.3.1 存在的问题及研究目的
        1.3.2 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 新型双流化床CO₂连续捕集过程的二维全循环数值模拟研究
    2.1 模拟对象与几何结构
        2.1.1 模拟对象
        2.1.2 CFD几何结构
    2.2 参数设定
    2.3 化学反应模型
        2.3.1 控制方程
        2.3.2 化学反应
    2.4 模拟结果与分析
        2.4.1 曳力模型选取
        2.4.2 模型验证
        2.4.3 气固流动特性
        2.4.4 脱碳反应特性
    2.5 本章小结
第三章 新型双流化床系统的三维全循环气固流动数值模拟研究
    3.1 模拟对象与几何模型
        3.1.1 模拟对象
        3.1.2 CFD几何模型
    3.2 参数设定
    3.3 气固两相流动模型
    3.4 模拟结果与分析
        3.4.1 物料循环特性
        3.4.2 气固流动特性
    3.5 本章小结
第四章 新型双流化床CO₂连续捕集过程的三维全循环数值模拟研究
    4.1 模拟对象与几何模型
        4.1.1 模拟对象
        4.1.2 CFD几何模型
    4.2 参数设定
    4.3 化学反应模型
        4.3.1 控制方程
        4.3.2 化学反应
    4.4 模拟结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 总结及展望
    5.1 本文主要工作与结论
    5.2 后续的研究建议
参考文献
致谢
作者简介,攻读硕士学位期间参加的学术活动及科研成果



本文编号：3959765