氨法捕集二氧化碳宏观规律及超重力场强化作用研究

论文摘要

由于CO2减排的迫在眉睫,全球都在研究高效、低成本、无害的捕集、封存CO2技术。在燃烧后烟气捕集技术中,应用广泛的是湿法烟气脱碳技术,例如MEA法,根据相应示范工程的运行情况来看,MEA法的运行对电厂的效率影响很大,经济性不佳。与MEA相比,氨水具有较好的吸收能力,腐蚀性弱、再生能耗低、可实现燃烧气体污染物的联合脱除,因此,氨法脱碳越来越得到重视。为了研究氨水吸收CO2的规律和吸收能力,首先在鼓泡反应试验中研究了不同氨水浓度下吸收液的脱除效率、吸收速率、pH值变化规律、C累积量以及烟气中漏失氨、带水、反应产物漏失规律。分析了不同浓度吸收液CO2脱除效率随反应时间变化规律;吸收液吸收速率随反应时间变化规律;不同浓度吸收液失效时间关系;吸收液pH值随反应时间变化规律;吸收液中C累积量随反应时间变化规律以及不同浓度吸收液失效后烟气冷凝物质量等试验中所得参数的变化规律。从气液两相反应理论解释了导致上述变化规律的原因。并提出了关于鼓泡反应下氨水浓度、pH值等参数的优化值。其次,通过应用新技术——超重力技术,进行相关氨法试验的研究,研究在超重力反应器所提供的超重场下氨法吸收CO2过程的强化作用。分析了不同超重力因子下吸收液脱除效率、吸收液吸收速率、C累积量等参数随时间变化的规律。通过对超重力场对气液两相反应的强化作用原理解释出现上述现象的原因。并提出了合适的超重力因子范围和适合采用超重力场强化吸收的吸收液条件。本论文的创新点在于在氨法脱碳吸收过程中应用了超重力反应器这种新型反应装置,很好的验证了在氨法脱碳过程,该反应装置对低碳化度吸收液吸收过程显著的强化效果。为深入研究超重力反应器在氨法脱碳中提供了良好的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 2 分离捕集技术'>1.3 燃煤烟气中CO₂分离捕集技术
• 1.3.1 吸收法
• 1.3.2 吸附法
• 1.3.3 低温蒸馏法
• 1.3.4 膜分离法
• 2 分离捕集技术比较'>1.4 燃煤烟气中CO₂分离捕集技术比较
• 2 的技术'>1.5 氨水捕集电厂烟气中CO₂的技术
• 1.5.1 技术原理
• 1.5.2 国内氨法捕碳研究进展
• 1.5.3 国外氨法捕碳研究进展
• 1.6 超重力技术的研究与应用
• 1.6.1 超重力技术
• 1.6.2 超重力技术的应用
• 第2章 试验系统和试验方法
• 2.1 鼓泡试验系统介绍
• 2.1.1 系统介绍
• 2.1.2 试验过程
• 2.2 超重力试验系统介绍
• 2.2.1 系统介绍
• 2.2.2 试验过程
• 2.3 各参数的定义与计算方法
• 2.4 试验仪器与使用方法
• 2.4.1 二氧化碳红外分析仪
• 2.5 本章小结
• 第3章 超重力反应器的设计
• 3.1 引言
• 3.2 RPB床体结构和转子结构
• 3.3 RPB的设计
• 3.3.1 主体部分几何尺寸的选择
• 3.3.2 功率计算及电机选择
• 3.3.3 转鼓的结构设计
• 3.4 本章小结
• 2 的试验研究'>第4章 鼓泡试验台系统氨吸收CO₂的试验研究
• 4.1 试验操作程序
• 2 脱除效率的影响'>4.2 反应时间对CO₂脱除效率的影响
• 2 吸收速率的影响'>4.3 氨水浓度对CO₂吸收速率的影响
• 4.4 氨水浓度对氨水失效时间的影响
• 4.5 反应过程PH值
• 4.6 溶液中C累积量
• 4.7 冷凝出口烟气冷凝物分析
• 4.8 本章小结
• 2 的试验研究'>第5章 超重力试验台系统氨吸收CO₂的试验研究
• 5.1 试验操作程序
• 5.2 超重力因子对吸收液脱除效率的影响
• 5.3 超重力因子对吸收液吸收速率的影响
• 5.4 溶液C累积量
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢