發(fā)布時(shí)間：2020-12-14 11:14

　　氨法脫碳具有高CO2吸收能力、低吸收熱、無降解腐蝕問題以及可同時(shí)脫除煙氣中CO2、SO2和NOx等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是一種減少燃煤電站CO2排放的可行技術(shù)。針對(duì)目前氨法脫碳工藝流程的綜合數(shù)學(xué)模型及模擬方法并不完善,流程中起決定性控制作用反應(yīng)尚不清楚,并進(jìn)一步降低流程再生能耗的技術(shù)方案缺乏等亟待解決的問題,本文開展了一系列研究。本文綜合考慮了氣液兩相流動(dòng)、氣液兩相的相平衡、有限速率的傳熱傳質(zhì)和有限速率的化學(xué)反應(yīng)等過程,建立了氨法脫碳工藝流程的綜合數(shù)學(xué)模型及模擬方法。基于該綜合模擬方法,本文對(duì)500 MW燃煤電站的大規(guī)模氨法脫碳及氨減排流程進(jìn)行了過程敏感性分析及流程優(yōu)化。其中,氨減排流程采用高碳化度弱氨水化學(xué)吸收的方法來處理氨氣泄漏。對(duì)于優(yōu)化后的氨法脫碳流程,CO2脫除率為91.04%,年捕集CO2可達(dá)321.67萬噸。同時(shí),優(yōu)化后的氨減排流程的NH3排放可滿足世界許多國家的氨氣排放標(biāo)準(zhǔn)。本文對(duì)氨法脫碳工藝流程進(jìn)行了反應(yīng)敏感性分析,確定了不同操作條件下在該流程中起決定性控制作用的化學(xué)反應(yīng)。在氨法CO2吸收過程中,對(duì)于CO2吸收速率而言,Kinetic反應(yīng)模型中氨基甲酸根的合成反應(yīng)起決定性控制作用... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：160 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
        1.1.1 全球變暖與二氧化碳減排
        1.1.2 電站碳捕集方法
    1.2 氨法脫碳流程的實(shí)驗(yàn)研究綜述
        1.2.1 反應(yīng)機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 氣液兩相熱力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.3 氣液兩相傳熱傳質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.4 塔裝置的實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.5 小結(jié)
    1.3 氨法脫碳流程的模擬研究綜述
        1.3.1 基于平衡的流程模擬研究
        1.3.2 基于速率的流程模擬研究
        1.3.3 小結(jié)
    1.4 氨法脫碳流程的工藝研究
        1.4.1 典型工藝簡介
        1.4.2 抑制氨泄漏的研究
        1.4.3 降低再生能耗的研究
        1.4.4 小結(jié)
    1.5 本文研究內(nèi)容
第2章 氨法脫碳流程的模擬方法研究
    2.1 流程模擬的綜合數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 流體動(dòng)力學(xué)模型
        2.1.2 熱力學(xué)模型
        2.1.3 化學(xué)反應(yīng)模型
        2.1.4 基于速率的傳熱傳質(zhì)模型
    2.2 流程模擬方法的驗(yàn)證
        2.2.1 氣相組分分壓的預(yù)測
        2.2.2 液相組分濃度的預(yù)測
2吸收和再生過程關(guān)鍵目標(biāo)參數(shù)的預(yù)測">        2.2.3 對(duì)CO₂吸收和再生過程關(guān)鍵目標(biāo)參數(shù)的預(yù)測
    2.3 傳熱傳質(zhì)及反應(yīng)模型對(duì)吸收及再生過程的影響
        2.3.1 吸收過程填料段傳熱傳質(zhì)及反應(yīng)模型的影響
        2.3.2 再生過程冷凝器與再沸器內(nèi)反應(yīng)模型的影響
    2.4 本章結(jié)論
第3章 大規(guī)模氨法脫碳及氨減排流程的過程敏感性分析
    3.1 流程簡介及流程模擬方法
    3.2 大規(guī)模氨法脫碳流程的過程敏感性分析
2吸收過程敏感性分析">        3.2.1 CO₂吸收過程敏感性分析
2再生過程敏感性分析">        3.2.2 CO₂再生過程敏感性分析
    3.3 大規(guī)模氨減排流程的過程敏感性分析
3吸收過程敏感性分析">        3.3.1 NH₃吸收過程敏感性分析
3再生過程敏感性分析">        3.3.2 NH₃再生過程敏感性分析
    3.4 大規(guī)模氨法脫碳及氨減排流程的物料流量平衡分析
3流量平衡分析">        3.4.1 氣相NH₃流量平衡分析
2流量平衡分析">        3.4.2 氣相CO₂流量平衡分析
2O流量平衡分析">        3.4.3 氣相H₂O流量平衡分析
    3.5 本章結(jié)論
第4章 氨法脫碳流程的反應(yīng)敏感性分析
    4.1 反應(yīng)敏感性分析方法
2吸收過程的反應(yīng)敏感性分析">    4.2 CO₂吸收過程的反應(yīng)敏感性分析
        4.2.1 不同貧液溫度下反應(yīng)敏感性分析
        4.2.2 不同貧液氨濃度下反應(yīng)敏感性分析
        4.2.3 不同貧液碳化度下反應(yīng)敏感性分析
2吸收過程反應(yīng)敏感性分析小結(jié)">        4.2.4 CO₂吸收過程反應(yīng)敏感性分析小結(jié)
2再生過程的反應(yīng)敏感性分析">    4.3 CO₂再生過程的反應(yīng)敏感性分析
        4.3.1 不同再生塔入口富液溫度下反應(yīng)敏感性分析
        4.3.2 不同再生塔入口富液氨濃度下反應(yīng)敏感性分析
        4.3.3 不同再生塔入口富液碳化度下反應(yīng)敏感性分析
        4.3.4 不同再生塔壓力下反應(yīng)敏感性分析
2再生過程反應(yīng)敏感性分析小結(jié)">        4.3.5 CO₂再生過程反應(yīng)敏感性分析小結(jié)
    4.4 關(guān)鍵反應(yīng)對(duì)氣液兩相主要組分的影響
        4.4.1 吸收塔內(nèi)氣液兩相主要組分的分布
        4.4.2 再生塔內(nèi)氣液兩相主要組分的分布
    4.5 一種降低再生能耗的新思路
    4.6 本章結(jié)論
第5章 氨法脫碳流程的富液電容分離機(jī)理研究
    5.1 集成電容式離子分離裝置的氨法脫碳流程
    5.2 流過式電容器的電解液離子吸附脫附模型
        5.2.1 模型簡介
        5.2.2 模型驗(yàn)證
    5.3 流過式電容器離子分離裝置的原理性設(shè)計(jì)
    5.4 不同吸收塔底部出口原始富液性質(zhì)下再生能耗分析
        5.4.1 不同出口原始富液流量下再生能耗分析
        5.4.2 不同出口原始富液氨濃度下再生能耗分析
        5.4.3 不同出口原始富液碳化度下再生能耗分析
    5.5 本章結(jié)論
第6章 結(jié)論
    6.1 本文結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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