納米顆粒物強化氨法脫碳實驗研究.pdf

1、近年來，CO2作為最主要的溫室氣體，其對環(huán)境的影響引起人類的廣泛關注。燃煤電廠作為CO2排放的主要來源之一，如何控制其排放是我國乃至世界所面臨的重要課題之一。針對燃煤電站的排放特點，化學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)有研究結果表明：納米顆粒物具有促進氣液傳質(zhì)的效果，但針對納米級顆粒物強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術意義和實際價值。
　　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SiO2、TiO2、CuO為添加物開展強化CO2吸收的實驗研究，從影響因素、模型建立和經(jīng)驗公式擬合等三個方面進行研究。
　　在鼓泡塔內(nèi)分別以質(zhì)量分數(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行實驗，以空白吸收溶液作為對比，定性地得出納米級TiO2能夠強化氨水吸收CO2，其增強效果隨著添加量的增加先增大后減小，出

3、現(xiàn)一個最佳固含量；且最佳固含量隨著氨水濃度增大而減小。SiO2納米顆粒對整個反應過程具有抑制作用，并隨著添加量的增大抑制作用增強。CuO納米顆粒對整個反應無明顯的抑制或強化作用。
　　自行設計并搭建新型雙接觸式液柱塔，在該吸收塔中主要研究TiO2納米顆粒強化效果。并針對雙接觸式液柱塔氣液兩相流動特點，建立氣液吸收反應模型，計算得到傳質(zhì)系數(shù)。實驗結果表明：三種納米顆粒在新型雙接觸液柱塔中對吸收的影響趨勢與鼓泡床中一致。同時，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，其強化作用越為明顯，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，增強效果最為明顯。
　　對鼓泡塔和雙接觸式液柱塔兩種塔型對脫除效率和增強因子的影響進行比較。分析發(fā)現(xiàn)：雙接觸液柱塔在各個工況下的脫碳效率遠遠高于鼓泡塔，但其增強因子則小于鼓泡塔內(nèi)的增強因子。依據(jù)雙接觸式液柱塔中氨水-TiO2納米流體強化吸收CO2的實驗參數(shù)，采用最小二乘法計算得到