納米顆粒強(qiáng)化胺法吸收CO2的實(shí)驗(yàn)及模型研究.pdf

1、溫室效應(yīng)日益受到關(guān)注，減排溫室氣體尤其是CO2已經(jīng)刻不容緩。目前，商業(yè)上應(yīng)用最廣的CO2捕集方法是有機(jī)胺吸收法，為了進(jìn)一步提高吸收速率，需要增強(qiáng)氣液傳質(zhì)，而向吸收溶液中添加納米顆?？梢越鉀Q該問題。
　　本文在自行搭建的試驗(yàn)臺上進(jìn)行不同工況下的實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要包括溫控系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)和采集系統(tǒng)，納米流體吸收CO2的過程發(fā)生在自行設(shè)計(jì)的鼓泡裝置中。通過多組實(shí)驗(yàn)，得到了納米顆粒種類及固含量、吸收劑、混氣流量及配比、吸收溶液質(zhì)

2、量濃度及溫度對化學(xué)吸收的影響規(guī)律，并從機(jī)理上分析了該增強(qiáng)規(guī)律。不同顆粒的增強(qiáng)規(guī)律為:TiO2＞MgO＞SiO2;在最佳固含量時，增強(qiáng)因子達(dá)到最大，偏離此值，增強(qiáng)因子就會減小;MEA吸收速率快但吸收容量小，而MDEA恰好相反，將兩者混合可以彌補(bǔ)各自的不足，不同吸收劑的增強(qiáng)規(guī)律為:30％wtMDEA＞30％wtMEA+6％wtMDEA＞30％wtMEA;隨著混氣流量及配比的增大，增強(qiáng)因子增大;隨著吸收溶液質(zhì)量濃度增大，增強(qiáng)因子逐漸增大，但是

3、增加幅度很小，并且腐蝕性增大很多，因此要從多方面考慮選擇合適的質(zhì)量濃度;有機(jī)胺吸收CO2的反應(yīng)是可逆的，受溫度的影響較大，并且存在一個最佳溫度，對于MEA溶液，40℃時增強(qiáng)因子最大。
　　針對納米流體鼓泡吸收CO2建立模型，需要對實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行簡化，依據(jù)物料衡算、化學(xué)反應(yīng)和模型假設(shè)，得到傳質(zhì)控制方程和初邊值條件，采用蒙特卡洛隨機(jī)法確定納米顆粒在傳質(zhì)膜內(nèi)的位置，并利用數(shù)值方法進(jìn)行求解，將模型結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)兩者比較吻合。最后基