納米顆粒物強(qiáng)化氨法脫碳實(shí)驗(yàn)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(guān)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(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，但針對納米級顆粒物強(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比，定性地得出納米級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納米顆粒對整個(gè)反應(yīng)過程具有抑制作用，并隨著添加量的增大抑制作用增強(qiáng)。CuO納米顆粒對整個(gè)反應(yīng)無明顯的抑制或強(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吸收的影響趨勢與鼓泡床中一致。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。
　　對鼓泡塔和雙接觸式液柱塔兩種塔型對脫除效率和增強(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