新型微流化床簇反應(yīng)器研制及其CO2捕集性能研究.pdf

1、CO2是室內(nèi)空氣主要污染物之一，其濃度超過一定范圍對人體具有毒害作用，去除CO2是室內(nèi)空氣凈化的一個新興的重要研究方向。現(xiàn)代大型建筑物普遍采用中央空調(diào)設(shè)施進行通風(fēng)換氣，因此研制基于中央空調(diào)系統(tǒng)的CO2捕集反應(yīng)器，對于凈化室內(nèi)空氣和推動中央空調(diào)系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。據(jù)此本文提出了微流化床簇反應(yīng)器的概念，并搭建了微流化床簇反應(yīng)器CO2捕集實驗平臺，通過數(shù)值模擬和實驗分別研究了反應(yīng)器內(nèi)的氣固流動特性和CO2捕集性能，為微流化床簇反應(yīng)器的設(shè)計和

2、應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)提供了實驗基礎(chǔ)和理論依據(jù)。主要研究工作如下:
　　采用計算顆粒流體力學(xué)(CPFD)數(shù)值模擬方法，分別研究了微流化床的床體形狀、床體傾斜角度、進氣口面積和靜床高度四個主要參數(shù)對床層顆粒、氣體和壓力分布特性的影響。設(shè)計了適用于微流化床簇的特定形狀、適當(dāng)進氣口面積和靜床高度的微流化床，研究了床體傾角對微流化床簇橫向和縱向延伸度的影響，為微流化床簇反應(yīng)器的設(shè)計提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　設(shè)計了微流化床簇反應(yīng)器，提出了反應(yīng)

3、器內(nèi)微流化床的數(shù)量、微流化床的排列方式和擋板三個結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化方法。提出了氣固流化特性優(yōu)良的正六棱柱微流化床簇反應(yīng)器和結(jié)構(gòu)簡單且獨特的正四棱柱微流化床簇反應(yīng)器。
　　研制了微流化床簇結(jié)構(gòu)沿縱向單一方向延伸的斜六棱柱微流化床簇反應(yīng)器，不僅解決了反應(yīng)器結(jié)構(gòu)受限的問題，而且與徑向流固定床反應(yīng)器、徑向流吸附器和傳統(tǒng)流化床反應(yīng)器相比具有更低的壓降、更高的CO2捕集性能和更低的吸附劑磨損率。
　　研制了正六棱柱微流化床簇反應(yīng)器，數(shù)值模擬

4、和實驗結(jié)果均表明該反應(yīng)器在無擋板的情況下形成倒置固定床，相比于斜六棱柱微流化床簇反應(yīng)器具有更高的CO2捕集性能。
　　研制了結(jié)構(gòu)簡單且獨特的正四棱柱微流化床簇反應(yīng)器，擴大了微流化床簇反應(yīng)器在空間上的應(yīng)用范圍。氣固流動特性和CO2捕集性能的數(shù)值模擬和實驗研究表明，與傳統(tǒng)流化床反應(yīng)器相比，該反應(yīng)器內(nèi)的顆粒流化效果更好，壓降實驗值降低85％，CO2穿透吸附時間增加35％，吸附劑磨損率降低80％，很好地解決了壓降高、CO2捕集性能低和吸附