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氨法捕集CO2过程中氨逃逸规律研究

作　者: 孙龙
导　师: 吴少华
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 热能工程
关键词: 氨法 碳捕集 氨逃逸 鼓泡反应器 添加剂 氨捕集
分类号: X701
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着温室效应进程的不断加快，世界各国所面临的CO2减排压力在不断增大，人们对于CO2减排方法及策略的研究在不断深入之中。众多CO2减排方法中，氨法捕集燃烧后烟气CO2技术因其效率高、能耗低且应用范围广泛等优点而被予以广泛关注。但使用氨水捕集CO2，氨的挥发、逃逸会造成吸收剂利用率下降、捕集效能降低等问题，同时会造成空气污染。针对氨逃逸问题，本文设计、搭建了氨法捕集CO2实验系统，利用鼓泡反应器，研究了不同吸收液氨浓度、不同吸收温度、不同烟气体积流率及不同烟气成分等条件下氨的逃逸情况。通过对氨逃逸量、CO2吸收效率及吸收液担载度等参数的测量、分析，并结合氨的解吸、传质理论，给出了有利于减少氨逃逸的工况参数优化值，得出了在优化的工况条件下，即低氨浓度、低温度、低烟气流速及高CO2组分下，氨的逃逸量可相对减少约9.5%30.4%的结论。为进一步控制和减少氨的逃逸，本文还对有机添加剂控制氨逃逸、水洗捕集逃逸氨进行了研究，结果表明，使用乙醇添加剂可使氨逃逸量降低约10.5%17.8%，水洗捕集装置对逃逸氨的捕集效率可达95%99.5%。估算在优化工况条件下，联用乙醇添加剂及水洗捕集装置，系统氨逃逸值可降至10ppm以下。本论文的创新之处在于：对氨法捕碳过程中的氨逃逸问题进行研究，提出了有效控制氨逃逸的系统与方法。在优化的工况条件下，联合使用添加剂及捕集装置，可使系统氨逃逸降至较低水平，相应的研究结论可对氨逃逸及其控制技术的进一步研究提供参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 课题背景  8-11
    1.1.1 温室效应与 CO_2排放  8-9
    1.1.2 碳捕集、利用及埋存技术  9-11
    1.1.3 化学吸收法捕集 CO_2  11
  1.2 氨法捕集 CO_2技术  11-14
    1.2.1 化学原理  12
    1.2.2 国内、外研究进展  12-14
    1.2.3 氨逃逸问题  14
  1.3 氨解吸（逃逸）传质理论  14-17
    1.3.1 氨解吸过程  14-15
    1.3.2 影响氨解吸速率的因素  15-17
  1.4 氨的测量方法与技术  17
  1.5 课题目的、内容及意义  17-18
  1.6 课题来源  18-19
第2章 测试方法与实验系统  19-29
  2.1 氨测量技术  19-20
    2.1.1 液相氨含量的测量及计算  19-20
    2.1.2 气相氨含量的测量及计算  20
  2.2 实验系统及实验过程  20-23
    2.2.1 氨逃逸规律实验  21-22
    2.2.2 逃逸氨控制实验  22-23
  2.3 相关参数的定义及计算方法  23-24
  2.4 测试方法误差分析  24-26
  2.5 实验仪器及化学品  26-28
    2.5.1 实验仪器及使用方法  26-27
    2.5.2 试验用化学品  27-28
  2.6 本章小结  28-29
第3章 氨逃逸规律研究  29-41
  3.1 不同液相条件下的氨逃逸规律  29-35
    3.1.1 吸收液氨浓度对氨逃逸的影响  29-32
    3.1.2 吸收液温度对氨逃逸的影响  32-35
  3.2 不同气相条件下的氨逃逸规律  35-39
    3.2.1 烟气体积流率对氨逃逸的影响  35-37
    3.2.2 烟气 CO_2组分对氨逃逸的影响  37-39
  3.3 推荐工况下氨逃逸量的估算  39-40
  3.4 本章小结  40-41
第4章 氨逃逸控制方法研究  41-51
  4.1 有机添加剂对氨逃逸的控制效果  41-45
    4.1.1 添加乙醇控制氨逃逸实验  41-43
    4.1.2 添加一乙醇胺（MEA）控制氨逃逸实验  43-45
  4.2 捕集装置对氨逃逸的控制效果  45-49
    4.2.1 水洗捕集逃逸氨实验  45-46
    4.2.2 低 pH 值溶液捕集逃逸氨实验  46-48
    4.2.3 增加捕集单元捕集逃逸氨实验  48-49
  4.3 推荐工况下联用添加剂及捕集装置可达到的预期效果  49-50
  4.4 本章小结  50-51
结论  51-52
参考文献  52-56
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  56-59
致谢  59

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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