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《沈阳工业大学》 2018年
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耦合降尘的MDEA溶液及其复配体系雾化吸收CO_2研究

李波  
【摘要】:我国是煤炭资源大国,煤炭作为重要能源在工业中被广泛使用,尤其是在燃煤电厂。然而燃煤电厂的排放气中却含有大量CO_2和烟尘,这加剧了温室效应并导致了大气雾霾污染,从而严重影响了人们的身体健康。因而燃煤气中CO_2的捕集以及粉尘颗粒的沉降,已成为现阶段治理大气环境问题的重要任务。在CO_2捕集的方法中,化学吸收法是目前工业应用最为成熟的方法,而MDEA是吸收操作中综合性能较优的吸收剂。同时雾化技术可以增大气液或液固的接触面积,在脱硫和降尘方面已经得到了广泛应用。本课题引入了雾化技术,以燃煤烟气CO_2捕集和降尘为目的,研究耦合降尘的MDEA溶液及其复配体系雾化吸收CO_2过程。本课题在研究雾化吸收CO_2、雾化降尘的基础上,研究了耦合降尘的CO_2吸收过程,确定各操作变量对其传质的影响。耦合吸收和降尘两个过程,是本课题的一大创新点。首先研究了雾化吸收CO_2过程中吸收剂浓度、雾化频率、进气量对吸收速率的影响。实验表明,针对MDEA水溶液,吸收速率随着溶液浓度的增大而增大,随着雾化频率的增大而增大,在一定范围内,吸收速率随着进气量的增大而增大;解吸实验发现,经过三次吸收解吸循环之后的MDEA溶液对CO_2的吸收速率基本无影响;针对MDEA复配体系,得到MDEA/KOH复配体系的CO_2吸收速率最大。其次研究了雾化降尘过程中溶液浓度、雾化频率、进气量对降尘效率的影响。实验表明,针对MDEA溶液,降尘效率随着MDEA浓度的增大而降低,随着雾化频率的增大而提高,一定范围内,降尘效率随着进气量增大而提高;Tween-80溶液的降尘效率高于PEG溶液;针对MDEA复配体系,得到MDEA/Tween-80复配体系的降尘效果最佳,在不同的实验条件下,该体系的降尘效率均达到80%以上,高于实验中其它MDEA复配体系。基于前两部分实验的研究结果,进行耦合降尘吸收CO_2实验。在不同操作条件下,均表明耦合降尘的CO_2吸收速率大于未耦合降尘的CO_2吸收速率,耦合降尘过程强化了吸收过程。降尘过程的加入,一方面增强了气液相间的扰动,一方面吸附雾滴抑制了雾沫夹带的发生,既达到了强化吸收CO_2的目的,又达到了降尘的效果。在实验条件下,强化因子在1.00~1.79之间,降尘效率在70%~85%之间。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X773;TQ028.14

【参考文献】
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