沼气提纯过程中二乙醇胺溶液吸收二氧化碳的影响因素

采用交互作用正交试验设计,系统研究了进液流量、进气流量、CO2体积分数、进液温度及其交互作用对填料塔中二乙醇胺溶液吸收CO2的转化率η和气相总体积传质系数KGae的影响.经过直观分析和方差分析,评价了各参数对η和KGae影响的显著程度.实验发现进液流率、进气流率、CO2体积分数、进液温度,以及CO2体积分数与进气流率、进液温度与进液流率、进液温度与进气流率的交互作用对η影响显著;进液流率、进气流率、CO2体积分数、进液温度、CO2体积分数与进气流率的交互作用以及进液温度与进气流率的交互作用对KGae影响显著;进气流率增加,η降低而KGae增加;进液流率增加,η和KGae均增加;进气CO2体积分数增加,η和KGae均降低;进液温度升高,η和KGae均呈先增加后减小趋势.     

基于胺法的旋流喷淋气液吸收烟气CO2的性能

为了强化CO_2捕集过程的气液传质,设计了一类多级旋流喷淋反应器,实验研究了典型的醇胺(乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA))脱除CO_2的分离效率和传质系数,并分析了操作条件的影响.结果表明:在相同的实验条件下,MEA的脱碳效率(最大值95%)大于DEA的脱碳效率(最大值92.3%).与相关研究数据的对比表明,多级旋流喷淋可以有效增强醇胺-CO_2喷淋反应系统的传质过程.醇胺溶液旋流气液吸收烟气CO_2的脱碳效率受操作条件的影响,其随着吸收剂质量分数、吸收剂流量和反应温度的增加而提高,随着烟气中CO_2体积分数和烟气流量的增加而降低.     

Ca(OH)_2–H_2O–CO_2系统气液反应结晶实验研究

通过实验方法研究饱和氢氧化钙溶液与CO_2反应结晶生成碳酸钙沉淀的过程.研究不同操作条件对体积传质系数、反应结晶速率以及产品最终粒度分布的影响.实验结果表明:气液体积传质系数随着搅拌速率与气体流量的增加而增加;反应结晶速率随着搅拌速率、气体流量与CO_2体积分数的增加而增加;而晶体平均尺寸随着搅拌速率和CO_2体积分数的增加而降低;气体流量对晶体的粒度分布无显著影响.碳酸钙晶体同时存在生长与聚并现象.     

氨水溶液同时吸收烟气中SO_2和CO_2的实验及模拟

燃煤电厂排放大量SO_2和CO_2等气态污染物,相应的减排技术研究十分必要。利用湿壁塔实验台对氨水溶液(质量分数为0.2%~7%)同时吸收SO_2和CO_2的传质特性进行了实验研究,并结合Aspen Plus速率模型分析了填料塔的吸收性能,对氨水溶液同时吸收SO_2和CO_2吸收系统的设计做了必要的探讨。实验结果表明:随着CO_2体积分数(5%~20%)的增加,SO_2选择性吸收因子有所降低,SO_2的传质系数变化较小且均高于CO_2的传质速率一个数量级;SO_2质量浓度(0~11 428mg/m3)和反应温度(20~80℃)的增加,对CO_2的吸收产生不利影响,氨水溶液趋向于选择性吸收SO_2。氨水溶液中SO_2负载量(SO_2在氨水溶液中相对NH3的摩尔浓度)在0.1~0.4之间增加时,CO_2的传质系数大幅降低。氨水溶液质量分数增加对CO_2及SO_2的吸收传质均有利,选择性吸收因子降低,且实验值和模型计算值符合良好。采用同时吸收SO_2和CO_2的填料吸收塔,结合控制氨挥发的氨洗塔及用于SO_2负载控制的离子交换装置的吸收系统,可以实现污染物的有效脱除。     

θ环填料塔中灰颗粒对K_2CO_3溶液吸收CO_2性能的影响

为了解燃煤烟气中灰颗粒对化学吸收法脱除CO2性能的影响,选用典型的K2CO3溶液作为吸收剂,利用乱堆θ环小型填料塔,采用液相加入灰的方式,进行了实验研究.考察了吸收液温度、填料塔高度、液气比、灰颗粒浓度等工艺条件对灰作用的影响规律.结果表明,灰的存在使脱除CO2的效率降低,灰对脱除效率降低的影响与其化学成分关系不大,但与操作参数有关;随着吸收液温度或填料高度的增加,灰对CO2脱除效率的影响减弱;随着液气比的增加,灰对CO2脱除效率的影响有上升的趋势;随着灰颗粒浓度的增大,灰对CO2脱除效率的影响逐渐增大,最后趋于稳定.分析表明,对灰的影响主要是通过改变吸收液初始分布而实现的.     

荷电石灰浆雾滴吸收SO2的传质特性分析

在石灰浆荷电雾化脱硫理论分析和试验研究的基础上,建立石灰浆雾滴吸收SO2的传质模型,计算荷电前后不同气液流量,不同n(Ca)/n(S)时的气相传质系数、液相传质系数、总传质系数和增强因子,并进行SO2吸收特性分析.结果表明:n(Ca)/n(S)一定时,随着入口SO2体积分数的增加,脱硫效率增大,SO2吸收速率逐渐增大,增强因子逐渐减小;相同入口SO2体积分数时,加大液气比可以增大脱硫效率,同时使脱硫吸收速率增加,但是增加到一定量后,吸收速率开始下降.无论何种工况,荷电后的吸收速率和增强因子都比非荷电时大,说明荷电对SO2传质和化学反应具有明显促进作用.     

新型静态折流板式填料塔吸收CO2实验研究

针对目前电厂锅炉烟道气中CO_2脱除效率低的现状,依据热质交换原理,提出一种新型静态折流板式吸收装置。为测试新装置性能,自行搭建新型静态折流板式填料塔,选用体积比20%MDEA+10%TETA+70%H2O的混合胺液作为吸收剂,进行新型装置吸收CO_2性能的实验研究。实验结果表明,当模拟烟气CO_2与N_2体积比为3:17,模拟烟气流量为0.5 m3/h,混合胺液温度为40℃时,CO_2吸收性能随填料高度、液态分布器转速及混合胺液流量的增加出现先增大后减小的趋势。当填料高度300 mm,液体分布器转速900 r/min,混合胺液流量20 L/h时吸收效率达最大值88.2%。     

醇胺溶液吸收酸性气体的强化传质性能

选取二乙醇胺溶液作为化学吸收液吸收酸性气体CO2,通过建立气液两相强化吸收装置,考察吸收液温度、吸收液浓度、气相搅拌强化和液相搅拌强化等条件对气液两相间传质性能的影响.结果表明:在吸收液温度60℃,吸收液二乙醇胺溶液浓度1.2 mol/L,气相转速200 r/min,液相转速300 r/min时,传质系数为0.021kmol/(s·m2·MPa),具有较高的CO2吸收效率.     

金属套管式微通道气液传质特性研究

以纯水吸收CO₂的物理吸收过程,研究了金属套管式微通道的气液传质特性。考察了气液两相的接触方式、气体和液体表观线速度、微通道结构尺寸（如微孔孔径、套管环隙尺寸）等对液侧体积传质系数的影响规律。结果表明,气相走内管、液相走外管,更有利于实现良好的气液传质效果;液侧体积传质系数随气液表观线速度的增加而增加,但液相表观线速度的影响更显著;微孔孔径和套管环隙尺寸的减小能显著提高液侧体积传质系数,但套管环隙尺寸的影响更大。     

用硝酸吸收法脱除氮氧化物的实验研究

对硝酸吸收NOX进行了研究.结果表明:随着硝酸浓度的增大,NO吸收效率增加,NO2、NOX吸收效率先增加后降低;当NOX中NO2体积百分含量增加,其吸收效率增加;随进气浓度和液气比的增大NOX吸收效率增加;温度对吸收效率有较大影响.吸收过程中,温度越低,吸收效果越好.     

新型高效捕集CO_2的旋转吸收填料装置的试验研究

针对燃煤电厂烟气捕捉CO2的效率低、再生能耗大以及设备体积庞大等缺点,本文设计开发了一种新型高效捕捉CO2的旋转吸收技术,采用醇胺(MDEA)水溶液中加入烯胺(TETA)组成的混胺为吸收剂,在旋转填料塔中强化吸收烟气中的CO2。在确定吸收剂温度和气液流量的试验条件下,进行了旋转吸收塔吸收性能的试验研究。试验结果表明,与传统填料塔相比,旋转吸收塔可以显著提高CO2的吸收效率,增强传质效果,且在相同的操作条件下,旋转吸收塔CO2的吸收效率达71.3%。     

超重力旋转床转子填料形状对传质系数的影响

以水吸收空气中的丙酮为体系,不锈钢丝网为填料,实验研究了超重力旋转床转子填料形状对体积传质系数的影响。考察了转子形状在不同转速n、气量Vg、液量VL下的吸收效果。研究结果表明:在转速为630 r/min,液量为100 L/h,气量为2 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.1倍;在转速为630 r/min液量为100 L/h,气量为2.5 m3/h时,薄转子是厚转子单位体积填料体积传质系数的2.3倍;说明在填料体积相近的情况下,转子填料做成半径大、厚度小的形状,有利于传质过程。     

TETA溶液脱除模拟烟气中CO2的试验研究

CO₂作为全球温室气体,正在危害人类赖以生存的环境,而工业上现正在大力发展有机胺溶液用于脱除烟气中的CO₂,并已得到了广泛的应用和极好的发展趋势.由于三乙烯四胺（TETA）溶液具有稳定性好、吸收效率高等优势,再对比传统胺试剂试验的浓度,试验选取0.2~0.8 mol/L体积浓度范围的TETA作为吸收剂吸收模拟烟气中的CO₂.当温度在25~40℃时,其温度对CO₂吸收速率的影响不明显;当溶剂体积浓度在0.2~0.8 mol/L和CO₂体积分数在10%~18%时,溶剂体积浓度和CO₂体积分数对CO₂吸收速率的影响明显.     

源头提质的可燃固体废物流化床气化实验

采用流化床对源头提质的可燃固体废物进行气化实验研究,研究反应温度和空气当量比(ER)对燃气组分变化和气化反应特性的影响。研究结果表明:随着气化温度升高,H2和CO体积分数也随之升高,而CO2和CH4体积分数随着气化温度升高而降低;随着空气当量比增大,CO2体积分数也随之增加,而H2和CH4体积分数随着空气当量比增大而减少;气化气可燃成分中的CO体积分数最高,H2和CH4体积分数次之;气化气低位热值随着气化温度升高和空气当量比增大而降低,而气化效率随着气化温度升高和空气当量比增大而降低;气化气产率随着温度升高而增大,随着空气当量比增大而增大。典型组分气化的最优工况如下:空气当量比为0.4,温度为700℃。     

H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和传质系数的研究

在机械搅拌高压釜中测定了290．15～513．15K、0．5～4．0MPa范围内H2、N2、CO和CO2在液体石蜡中的溶解度和体积传质系数。结果表明,H2、N2、CO和CO2的平衡溶解度均随着压力的升高而增大,N2、CO和CO2的平衡溶解度随温度的升高而减小,但氢气的平衡溶解度随温度的升高而增加。回归了各种气体的溶解度系数H1与温度丁的关联式。H2、N2、CO和CO2的体积传质系数均随着压力和温度的升高而增大,温度和压力对不同气体的体积传质系数的影响各不相同,氢气的体积传质系数受温度和压力变化的影响较大,二氧化碳的次之,一氧化碳和氮气的变化较小。     

金属丝网规整填料的传质性能

为了研究金属丝网规整填料性能,在不同回流比条件下,考察了CDG1700Y和CDG2500Y型金属丝网规整填料在两种不同二元测试物系的传质性能.实验结果表明,这两种填料的压降随着液体流量的增大而增大,单位填料层高度的HETP变化趋势则相反;测试物系对传质效率有一定的影响;CDG1700Y和CDG2500Y型填料具有较高的理论板数,且CDG1700Y型填料具有较大的操作弹性.在SRP(Ⅱ)模型的基础上,获得了实验室条件下测试填料的气液传质系数的经验关联式,其预测值与实验结果吻合较好,可以为工业化设计提供指导.     

多尺寸填料塔中CO_2吸收过程的实验和模拟

随着二氧化碳吸收法捕集技术的不断发展,需要研究吸收过程的规模放大和模拟。在200mm和600mm的2种不同尺寸填料塔中进行了CO_2吸收实验,采用新的规整填料有效传质面积关联式,进行了基于速率模型的过程模拟,对比了不同传质模型。结果表明:最适用的传质模型是液膜阻力模型,2个吸收塔的气体出口CO_2摩尔分数计算结果与实验值的平均相对误差分别为1%和3%。说明在过程模拟中使用合适的传质模型和规整填料传质面积关联式可以有效预测不同尺寸吸收塔中CO_2捕集效果。     

聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为

为了研究聚酰胺酸溶液成膜过程中的传质行为,采用自制液膜干燥实验装置在线测定聚酰胺酸溶液质量的变化.假设气、液两相传质通量相等的条件下,计算了溶剂气相传质系数和液面蒸气压.在此基础上考察了干燥温度、液膜厚度、溶液相对分子质量对液膜表面蒸气压的影响.结果表明,成膜过程中存在溶剂蒸发与聚酰胺酸溶液亚胺化反应的相互竞争.干燥初期溶剂蒸气压迅速升高,液膜表面溶剂的扩散为控制步骤;而干燥后期溶剂蒸气压较小,溶剂在膜内部扩散成为控制步骤.同时随着液膜厚度的增加、干燥温度的升高及溶液相对分子质量的减少,液面蒸气压的最大值呈现增大趋势.     

带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统的实验研究

设计了一套带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器系统实验平台,开发了相应的计算机测控系统.进行了改变冷却水体积流量和进口温度对系统性能影响的实验研究,分析了制热系数、制热量、压比、喷射系数、升压比、喷射器效率等参数的变化趋势.实验结果表明:随着冷却水体积流量减小或进口温度增加,喷射系数增加的同时,升压比也增加,而喷射器效率却降低;在测试工况范围内喷射器效率最高达到34%,升压比最高达到1.165;在蒸发温度为-5℃时,制热系数达到3左右.带喷射器的跨临界CO_2热泵热水器循环的压缩机压比与传统循环相比减少了12%～14%,喷射器的引入有效地提高了跨临界CO_2热泵热水器循环的效率.     

θ环填料塔中单乙醇胺吸收CO2传质性能研究

在乱堆θ环不锈钢填料的自制填料塔中,使用单乙醇胺(MEA)作为吸收剂,研究MEA脱除CO2的去除率和总体积传质系数KGav,考察了贫液中CO2负载量、吸收剂浓度、液体流量、吸收温度等不同参数对总体积传质系数的影响.实验结果表明,KGav随贫液中CO2负载量的增大而减小,随吸收剂浓度、液体流量的增大而增大;且进料温度在3...