鼓泡反應(yīng)器中氫氧化鈉吸收二氧化碳的數(shù)值模擬.pdf_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、氣候變暖是全球十大環(huán)境問題之首,對(duì)于氣候變暖成因的解釋,國(guó)內(nèi)外學(xué)者大致趨于一致,IPCC的《第四次氣候變化評(píng)估報(bào)告》通過大量準(zhǔn)確的氣候數(shù)據(jù)指出全球氣候變暖“非常有可能”由人類活動(dòng)導(dǎo)致。隨著工業(yè)的快速發(fā)展,大量化石燃料燃燒導(dǎo)致了二氧化碳的增加,由此引起的溫室效應(yīng)加劇是近年來(lái)引起國(guó)際爭(zhēng)論的又一全球性環(huán)境污染熱門課題。因此,控制CO2排放顯得尤為重要。在現(xiàn)有的電廠煙氣脫除CO2的技術(shù)中,化學(xué)吸收法仍占有較大比例,而鼓泡反應(yīng)器作為工業(yè)反應(yīng)容器在

2、煙氣脫除CO2氣體方面也廣泛的應(yīng)用。
  本文采用歐拉-拉格朗日方法在Fluent平臺(tái)上對(duì)鼓泡反應(yīng)器中氫氧化鈉吸收二氧化碳的吸收過程進(jìn)行了數(shù)值模擬。
  首先,考察了夾雜化學(xué)反應(yīng)、傳質(zhì)過程的鼓泡反應(yīng)器的流動(dòng)特性。研究發(fā)現(xiàn)氣體的通入對(duì)液相會(huì)造成擾動(dòng),隨著流動(dòng)的發(fā)展,氣泡流的上升運(yùn)動(dòng)發(fā)生扭曲,并伴有渦流的產(chǎn)生,渦流上下分布且方向相反。隨后,渦流在流場(chǎng)中向軸向和徑向兩方向進(jìn)行延伸。
  其次,考察了化學(xué)組分的分布規(guī)律。研究發(fā)

3、現(xiàn)CO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨高度的升高而降低,且呈現(xiàn)反應(yīng)器中心區(qū)域低、近壁面區(qū)域高的分布。研究還發(fā)現(xiàn)NaOH溶液吸收CO2可分為兩階段反應(yīng),第一階段是OH-迅速被消耗,CO2-3的濃度逐漸增大直至達(dá)到最大值,CO2在這個(gè)階段以較高的速率進(jìn)行吸收。第二階段是CO2-3的濃度從最大值處開始下降,逐漸生成HCO-3,這一階段的吸收速率小于第一階段。
  最后,考察了不同操作參數(shù)對(duì)脫除效率、吸收速率和總傳質(zhì)系數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)脫除效率隨煙氣CO2

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