納米顆粒強化胺法吸收CO2的實驗及模型研究.pdf

1、溫室效應日益受到關注，減排溫室氣體尤其是CO2已經(jīng)刻不容緩。目前，商業(yè)上應用最廣的CO2捕集方法是有機胺吸收法，為了進一步提高吸收速率，需要增強氣液傳質(zhì)，而向吸收溶液中添加納米顆粒可以解決該問題。
　　本文在自行搭建的試驗臺上進行不同工況下的實驗，該實驗系統(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)生在自行設計的鼓泡裝置中。通過多組實驗，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吸收的影響規(guī)律，并從機理上分析了該增強規(guī)律。不同顆粒的增強規(guī)律為:TiO2＞MgO＞SiO2;在最佳固含量時，增強因子達到最大，偏離此值，增強因子就會減小;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各自的不足，不同吸收劑的增強規(guī)律為:30％wtMDEA＞30％wtMEA+6％wtMDEA＞30％wtMEA;隨著混氣流量及配比的增大，增強因子增大;隨著吸收溶液質(zhì)量濃度增大，增強因子逐漸增大，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;有機胺吸收CO2的反應是可逆的，受溫度的影響較大，并且存在一個最佳溫度，對于MEA溶液，40℃時增強因子最大。
　　針對納米流體鼓泡吸收CO2建立模型，需要對實驗條件進行簡化，依據(jù)物料衡算、化學反應和模型假設，得到傳質(zhì)控制方程和初邊值條件，采用蒙特卡洛隨機法確定納米顆粒在傳質(zhì)膜內(nèi)的位置，并利用數(shù)值方法進行求解，將模型結(jié)果和實驗結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)兩者比較吻合。最后基