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蔗渣锅炉烟道气二氧化碳在线测量与提取实验研究

作　者: 花剑章
导　师: 张后雷
学　校: 南京理工大学
专　业: 制冷及低温工程
关键词: 烟道气 饱充 CO2 在线测量 CO2提取 常压本菲尔法
分类号: TS48
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 68次
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内容摘要


现代制糖工艺按照澄清剂的不同可分为亚硫酸法和碳酸法,其中亚硫酸法由于生产工艺简单、成本较低等原因而获得广泛应用,但与碳酸法相比,亚硫酸法所得成品糖含硫量高、产品品级较低。采用糖厂蔗渣锅炉烟道气进行饱充是提高亚硫酸法制糖质量的一种可能技术途径,但由于烟气中CO2浓度较低且存在波动,烟道气饱充实际效果不佳。首先,本文提出了从糖厂蔗渣锅炉烟道气中提取出纯CO2,将其与烟道气混合后再进行饱充的设想,该方案可提高饱充气的浓度并消除其波动,达到饱充工艺的标准需求。其次,作者研制了一套糖厂蔗渣锅炉烟道气CO2浓度在线测量装置,进行了热态实验。结果表明,该测试装置可长期稳定工作,能够满足国内糖厂的测试需要。奥氏气体分析仪的标定结果证明了测试数据的可靠性。针对某典型蔗渣锅炉除尘器前CO2浓度的在线测量表明,该处浓度一直处于波动状态,其数值大致在5.00%-8.48%之间。再次,作者对常压简化本菲尔法提取蔗渣锅炉烟道气中CO2进行了理论分析,研制了一套实验室模拟提取装置,进行了初步实验研究。实验结果表明,常压简化本菲尔法提取蔗渣锅炉烟道气中CO2是可行的,其典型提取率约为20%,这对于饱充应用是可以接受的。最后,作者对装置中的主要问题如水平衡控制等进行了分析,提出了下一步工作设想。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-17
  1.1 选题背景  10
  1.2 制糖工艺概述  10-14
    1.2.1 亚硫酸法制糖工艺  10-11
    1.2.2 碳酸法制糖工艺  11-12
    1.2.3 烟道气饱充工艺  12-14
  1.3 烟道气CO_2提取方法概述  14-16
    1.3.1 吸收法  14-15
    1.3.2 吸附法  15
    1.3.3 膜分离法  15
    1.3.4 低温蒸馏法  15-16
  1.4 本文工作  16-17
2 一种糖厂蔗渣锅炉烟道气CO_2提取与饱充方案分析  17-19
  2.1 一种蔗渣锅炉烟道气CO_2提取与饱充方案介绍  17-18
  2.2 糖厂蔗渣锅炉烟道气CO_2提取与饱充方案分析  18
  2.3 本章小结  18-19
3 糖厂蔗渣锅炉烟道气CO_2浓度理论分析及在线测量  19-25
  3.1 糖厂蔗渣锅炉烟道气CO_2浓度理论分析  19-21
    3.1.1 蔗渣锅炉烟道气成分  19
    3.1.2 蔗渣锅炉烟道气CO_2浓度关系式  19-20
    3.1.3 蔗渣锅炉烟道气成分特征  20
    3.1.4 蔗渣锅炉的工况波动及其影响  20-21
  3.2 糖厂蔗渣锅炉烟道气CO_2浓度在线测量  21-24
    3.2.1 实验流程确定  21-22
    3.2.2 实验器材  22-23
    3.2.3 数据采集  23
    3.2.4 测试结果与分析  23-24
  3.3 本章小结  24-25
4 实验室模拟烟道气CO_2提取方案设计计算  25-34
  4.1 简化本菲尔法介绍  25-26
  4.2 吸收塔物料衡算  26-29
    4.2.1 吸收剂的选择  26
    4.2.2 流程设计  26-27
    4.2.3 吸收塔工艺设计  27
    4.2.4 确定吸收塔平衡线  27
    4.2.5 确定吸收塔最小液气比及操作线  27-29
    4.2.6 确定吸收塔吸收剂用量  29
  4.3 解析塔物料衡算  29-31
    4.3.1 解析塔工艺设计  29-30
    4.3.2 确定平衡线  30
    4.3.3 确定最大液气比及操作线  30-31
    4.3.4 确定气提蒸汽用量  31
  4.4 常压简化本菲尔法可行性分析  31-33
    4.4.1 常压工况分析  31-32
    4.4.2 质量能量平衡分析  32-33
  4.5 本章小结  33-34
5 实验室模拟烟道气CO_2提纯装置设计  34-44
  5.1 吸收塔工艺设计  34-37
    5.1.1 确定吸收塔塔径  34-35
    5.1.2 确定吸收塔填料层高度  35-37
    5.1.3 确定吸收塔压力降  37
  5.2 解析塔工艺设计  37-40
    5.2.1 确定塔径  38
    5.2.2 确定填料层高度  38-39
    5.2.3 确定解析塔压力降  39-40
  5.3 塔结构及试剂用量设计计算  40
    5.3.1 塔体材料及进口设计  40
    5.3.2 填料质量计算  40
  5.4 辅助设备选型  40-43
    5.4.1 回热器选型  40-43
    5.4.2 泵选型  43
  5.5 本章小结  43-44
6 实验室模拟烟道气CO_2提纯实验及结果分析  44-70
  6.1 实验简介  44-46
    6.1.1 实验装置流程  44-45
    6.1.2 主要实验设备与器材  45-46
    6.1.3 试剂制备  46
    6.1.4 加热控制装置  46
  6.2 填料阻力特性测试  46-48
    6.2.1 实验目的  46-47
    6.2.2 实验器材  47
    6.2.3 实验流程  47
    6.2.4 实验结果及分析  47-48
  6.3 系统冷态调试测试  48-51
    6.3.1 气路调试  48-49
    6.3.2 液路调试  49-50
    6.3.3 气、液路并行调试  50-51
  6.4 系统热态测试  51-68
    6.4.1 实验流程  51-52
    6.4.2 实验中问题及修改  52-53
    6.4.3 实验结果分析  53-68
    6.4.4 实验误差分析  68
    6.4.5 实验改进方案  68
  6.5 本章小结  68-70
7 结论与展望  70-71
  7.1 结论  70
  7.2 展望  70-71
致谢  71-72
参考文献  72-75
附录一 吸收塔质量能量估算EES代码  75-77
附录二 解析塔质量能量估算EES代码  77-78
附录三 实验数据处理  78-79
附录四 实验六数据表格  79-80
附录五 烟气测量采集程序代码  80-81

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 烟草工业 > 烟草加工厂
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