文档介绍：硕士学位论文
MEA 溶液中添加固体颗粒物对 CO2 吸收过
程影响的研究
INFLUENCE OF ADDING SOLID PARTICLES
ON ABSORPTION OF CO2 IN AQUEOUS
MONOETHANOLAMINE (MEA) SOLUTION
马莲
哈尔滨工业大学
2012 年 7 月
国内图书分类号: 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
MEA 溶液中添加固体颗粒物对 CO2 吸收
过程影响的研究
硕士研究生: 马莲
导师: 秦裕琨教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 热能工程
所在单位: 能源科学与工程学院
答辩日期: 2012 年 7 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index:
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Dissertation for the Degree of Master in Engineering
INFLUENCE OF ADDING SOLID PARTICLES
ON ABSORPTION OF CO2 IN AQUEOUS
MONOETHANOLAMINE (MEA) SOLUTION
Candidate: Ma Lian
Supervisor: Prof. Qin Yukun
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Thermal Energy Engineering
Affiliation: School of Energy Sci. & Eng.
Date of Defence: July, 2012
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
随着经济和工业的发展,环境问题日益凸显,近些年来气候变暖问题
的始作俑者——CO2 的排放更为引人注目。电厂燃烧化石燃料产生的 CO2
是温室气体的一个主要的集中排放源,也是治理 CO2 排放的一个有效的治
理环节。针对传统电厂的 CO2 捕集主要采用的是化学吸收法,而化学吸收
的主要制约条件是气液传质阻力的存在。研究结果表示,微细颗粒物可以
促进气体吸收过程的气液传质。
本文主要采用活性炭粉末、玻璃微珠、纳米 S iO 2 为固体添加剂来研
究不同添加量、不同颗粒物种类、以及不同 CO2 溶液负载对 MEA 溶液吸
收 CO2 的效果的影响。进一步得到了添加颗粒物所引起的气液传质增强因
子这一参数。实验分别采用用通气式搅拌反应釜和板式降膜反应器为气体
吸收设备,用 MEA 溶液对 CO2 进行吸收试验。在通气式搅拌反应釜内对
CO2 浓度为 15%模拟烟气进行吸收,定性地得到了活性炭增强传质的一般
规律,即在反应的开始阶段吸收增强,而在反应的后期吸收效果反而下降,
进而得出了颗粒物的添加能够加速 MEA 溶液的吸收饱和的结论。利用搅
拌釜还得出具有孔隙结构的活性炭对气体吸收有增强作用,而玻璃微珠没
有增强作用。通气式搅拌釜对中固含量的实验规律表现得不明显,这是由
于该组添加量已超过了使增强效果达到最佳值的最小固含量。
本文还通过在自行设计的板式降膜反应器中对颗粒物增强 MEA 溶液
吸收 CO2 气体进行了研究,主要研究了不同活性炭固含量和不同的 CO2
负载溶液对增强效果的影响。试验表明:随着活性炭添加量的增加,增强
效果越明显,当添加量增加到 以后时,吸收的增强效果不再增加。
同时,根据对不同 CO2 负载溶液吸收的研究得出,不论活性炭固含量多少,
溶液中每增加单位浓度的 CO2 ,脱除速率的变化都大致相同。但新溶液的
初始脱除速率随活性炭固含量的增加而增加。
最后本文对板式降膜反应器内的吸收过程建立了数学模型,假设活性
炭微粒增强传质的原因是传输作用。对各吸收的影响因素的影响规律进行
了研究。
关键词 CO2 吸收;颗粒物;乙醇胺(MEA)溶液;气液传质
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
With the growing economy and t h