以CO2為主的溫室氣體的過度排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇,引起氣候變暖,給全球生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。我國是世界CO2排放量大的國家之一,毎年的CO2排放總量在90億噸以上,而國內(nèi)電力企業(yè)所排放的CO2占到了全國總排放量的50%左右,因此如何降低大型燃煤電站CO2的排放量成為電力企業(yè)亟需解決的主要問題。大型燃煤電站實現(xiàn)低碳排放最有效的手段是碳捕集與封存技術(shù)CCS（Carbon Capture and Storage）,主要分為燃燒前、富氧燃燒和燃燒后捕集三類。作為最有可能實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的燃燒后捕集技術(shù),面臨著氨逃逸造成大氣環(huán)境污染和系統(tǒng)能耗過高等問題。C02吸收過程為伴有化學(xué)反應(yīng)的多相、多尺度、多物理場耦合輸運過程,本文采用數(shù)值模擬并輔以驗證性實驗的方法對反應(yīng)器內(nèi)部CO2吸收特性、氨逃逸傳質(zhì)機理和碳捕集系統(tǒng)能耗等進行了探究。首先,鑒于填料塔內(nèi)部氣液兩相流動的復(fù)雜性和邊界條件的不確定性,本文基于表征體元法和擬單相模型建立了填料塔內(nèi)部CO2吸收過程的數(shù)值計算模型,可以實現(xiàn)填料塔內(nèi)氣液兩相流動、CO2化學(xué)吸收過程、氨逃逸傳質(zhì)過程以及氣液兩相熱量輸運的耦合計算。此外,提出鼓泡塔內(nèi)部氣液接觸界面的追蹤方... 

【文章來源】：華北電力大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 溫室氣體和溫室效應(yīng)
        1.1.2 碳捕集與封存技術(shù)
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣液兩相間熱質(zhì)輸運過程的研究
        1.2.2 計算流體力學(xué)在熱質(zhì)輸運過程的應(yīng)用
        1.2.3 氨逃逸問題的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
第2章 氣液兩相流動及多組分輸運的研究方法
    2.1 引言
    2.2 氣液兩相組分輸運機理
        2.2.1 氣體吸收理論
        2.2.2 氨逃逸傳質(zhì)理論
        2.2.3 氨水吸收二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)機理
        2.2.4 乙醇胺溶液吸收二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)機理
    2.3 氣液兩相間“三傳一反”耦合模型
        2.3.1 鼓泡塔中氣液兩相“三傳一反”耦合模型
        2.3.2 表征體元法
        2.3.3 擬單相模型
        2.3.4 填料塔中氣液兩相“三傳一反”耦合模型
        2.3.5 邊界條件和收斂標(biāo)準(zhǔn)
    2.4 小結(jié)
第3章 氨水吸收二氧化碳的鼓泡塔內(nèi)部多組分輸運過程研究
    3.1 引言
    3.2 模型介紹
        3.2.1 鼓泡塔能耗方程
        3.2.2 模型設(shè)置
        3.2.3 模型封閉
        3.2.4 邊界條件
        3.2.5 其他相關(guān)參數(shù)
        3.2.6 實驗驗證
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 孔徑對鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過程的影響
        3.3.2 孔數(shù)對鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過程的影響
        3.3.3 高徑比對鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過程的影響
        3.3.4 運行工況對鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過程的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 氨水吸收二氧化碳的填料塔內(nèi)部多組分輸運過程研究
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值計算模型
        4.2.1 假設(shè)
        4.2.2 控制方程
        4.2.3 表征體元法中模型封閉
        4.2.4 邊界條件的設(shè)定
        4.2.5 二氧化碳脫除效率和整體傳質(zhì)系數(shù)
        4.2.6 模型驗證
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 入口二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的影響
        4.3.2 氣相流速的影響
        4.3.3 氨水溶液流速和濃度的影響
        4.3.4 氨水溶液溫度的影響
    4.4 填料塔內(nèi)部氨逃逸與對流傳熱過程
        4.4.1 模型修正
        4.4.2 相關(guān)參數(shù)
        4.4.3 模型驗證
        4.4.4 結(jié)果與討論
    4.5 本章小結(jié)
第5章 填料塔內(nèi)以乙醇胺作為吸收劑捕集二氧化碳的能耗研究
    5.1 引言
    5.2 模型介紹
        5.2.1 二氧化碳捕集系統(tǒng)能耗模型
        5.2.2 模擬方法和假設(shè)
        5.2.3 控制方程
        5.2.4 模型的封閉
        5.2.5 邊界條件的設(shè)定
        5.2.6 模型驗證
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 吸收塔高度對吸收過程及系統(tǒng)能耗的影響
        5.3.2 操作壓力對吸收過程及系統(tǒng)能耗的影響
        5.3.3 填料類型對吸收塔內(nèi)部傳質(zhì)特性及系統(tǒng)能耗的影響
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 本文主要研究成果
    6.2 本文主要創(chuàng)新點
    6.3 后續(xù)工作展望
主要符號對照表
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作
致謝
作者簡介
在學(xué)期間所獲獎勵（校級以上）


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3159617