納米顆粒物強(qiáng)化氨法脫碳實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái)，CO2作為最主要的溫室氣體，其對(duì)環(huán)境的影響引起人類的廣泛關(guān)注。燃煤電廠作為CO2排放的主要來(lái)源之一，如何控制其排放是我國(guó)乃至世界所面臨的重要課題之一。針對(duì)燃煤電站的排放特點(diǎn)，化學(xué)吸收法是控制二氧化碳排放的主要方法，而其制約因素為氣液間存在傳質(zhì)阻力，現(xiàn)有研究結(jié)果表明：納米顆粒物具有促進(jìn)氣液傳質(zhì)的效果，但針對(duì)納米級(jí)顆粒物強(qiáng)化氨法捕集二氧化碳的研究尚屬空白，因此本文的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和實(shí)際價(jià)值。
　　本文以低濃度的氨水作為

2、吸收溶液，分別采用鼓泡塔和新型雙接觸液柱塔作為氣體吸收裝置，以納米級(jí)SiO2、TiO2、CuO為添加物開展強(qiáng)化CO2吸收的實(shí)驗(yàn)研究，從影響因素、模型建立和經(jīng)驗(yàn)公式擬合等三個(gè)方面進(jìn)行研究。
　　在鼓泡塔內(nèi)分別以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％、0.8%、1.0%的稀氨水為基液，選取SiO2、TiO2、CuO納米顆粒作為添加物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以空白吸收溶液作為對(duì)比，定性地得出納米級(jí)TiO2能夠強(qiáng)化氨水吸收CO2，其增強(qiáng)效果隨著添加量的增加先增大后減小，出

3、現(xiàn)一個(gè)最佳固含量；且最佳固含量隨著氨水濃度增大而減小。SiO2納米顆粒對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程具有抑制作用，并隨著添加量的增大抑制作用增強(qiáng)。CuO納米顆粒對(duì)整個(gè)反應(yīng)無(wú)明顯的抑制或強(qiáng)化作用。
　　自行設(shè)計(jì)并搭建新型雙接觸式液柱塔，在該吸收塔中主要研究TiO2納米顆粒強(qiáng)化效果。并針對(duì)雙接觸式液柱塔氣液兩相流動(dòng)特點(diǎn)，建立氣液吸收反應(yīng)模型，計(jì)算得到傳質(zhì)系數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：三種納米顆粒在新型雙接觸液柱塔中對(duì)吸收的影響趨勢(shì)與鼓泡床中一致。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳質(zhì)

4、系數(shù)隨著TiO2固含量的增加其先增大后減?。磺野彼疂舛容^低時(shí)，其強(qiáng)化作用越為明顯，在氨水濃度為0.5%，固含量為4.0g/L，傳質(zhì)系數(shù)為5.739m/s，增強(qiáng)效果最為明顯。
　　對(duì)鼓泡塔和雙接觸式液柱塔兩種塔型對(duì)脫除效率和增強(qiáng)因子的影響進(jìn)行比較。分析發(fā)現(xiàn)：雙接觸液柱塔在各個(gè)工況下的脫碳效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鼓泡塔，但其增強(qiáng)因子則小于鼓泡塔內(nèi)的增強(qiáng)因子。依據(jù)雙接觸式液柱塔中氨水-TiO2納米流體強(qiáng)化吸收CO2的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，采用最小二乘法計(jì)算得到