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超重力法脱除高浓度二氧化碳的研究

李瑜辉  
【摘要】:二十世纪以来,世界人口迅速地增加,导致能源极大地消耗;随着越来越多的国家进入工业化,预计在二十一世纪将有更多的能源被利用。高浓度二氧化碳主要集中在炼钢炉气、高含碳天然气、沼气及垃圾填埋气体等混合气体中,所以对高浓度二氧化碳气体的脱除可以进一步减少对大气的污染,同时提高燃气的热值,增加对能源的利用。 超重力旋转床作为新型高效的多相流接触装置,可以极大地强化传质过程,已被广泛应用于化工分离和制备纳米材料领域。本课题在超重力条件下,使用不同醇胺吸收剂脱除30%volCO2,采用单因素分析法研究了逆流旋转填充床转速、吸收液温度、吸收液浓度、液体流量、总气体流量对脱除效果的影响规律,并且对比了使用不同吸收剂时旋转填充床的传质单元高度。 研究表明:脱除效率随着胺浓度、液体流量的增大而增大,随着气体流量的增加而减小。在温度30-70℃范围内,温度对脱除率的影响并不明显。当转速低于1000rpm时,脱除率随着转速的增加而增加。当转速到达800~1000rpm时,脱除率达到最大,当转速继续增大后,脱除率下降明显。通过对比不同吸收剂对30%volCO2脱除率的影响,研究表明单一吸收剂对C02的脱除效果:DEAMEAMDEA;混合吸收剂对C02的脱除效果:MEA+PZ、DEA+PZ两种混合溶液最优,其次:MDEA+PZK2CO3+PZK2CO3+DEAK2CO3+MEA。计算旋转填充的传质单元高度(HTU),发现传质单元高度(HTU)随着气体流量的增加而下降,且DEA+PZ体系中的旋转填充的传质单元高度最小。


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