基于水合物技術(shù)的模擬鋼鐵廠煙氣中二氧化碳捕獲研究畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-23 20:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ig .System pressure as a function of time at different TBAB concentration 從圖中可以看出，TBAB濃度增大時(shí)，系統(tǒng)壓降增大，即說明參與生成水合物的氣體量較大，還可知道在高濃度TBAB存在時(shí)生成氣體水合物的量比低濃度TBAB存在時(shí)多。3 TBAB存在下模擬鋼鐵廠煙氣中CO2水合分離性能 TBAB水合物應(yīng)用研究1） 蓄冷 由于季銨鹽水合物能夠在室溫下生成水合物且相變熱較大，TBAB水合物蓄冷的能耗最低，約為普通空調(diào)的一半[2]。此外，TBAB水合物的潛熱和比熱[3]；TBAB水合物漿的流變性質(zhì)[4]、對(duì)碳鋼的腐蝕性等[5]都已經(jīng)被廣泛研究。2） 儲(chǔ)氫 由于TBAB水合物含有能夠容納小分子的空籠，所以TBAB也被研究用作儲(chǔ)氫材料。2008年Hashimoto[6]發(fā)現(xiàn)TBAB對(duì)H2生成水合物的熱力學(xué)促進(jìn)作用要強(qiáng)于THF；Tohidi等[6]申請(qǐng)了利用TBAB水合物中存在的空籠來儲(chǔ)存氫氣、甲烷或二氧化碳的發(fā)明專利。3） 氣體分離 盡管用生成TBAB水合物進(jìn)行氣體分離已經(jīng)被提出，但是對(duì)TBAB存在下水合物氣體分離原理、反應(yīng)過程、分離因子的影響因素還不清楚。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法 CO2回收率由文獻(xiàn)定義可得CO2回收率為水合物相中CO2摩爾數(shù)與進(jìn)料氣相中CO2摩爾數(shù)的比值。表達(dá)式如下： 式中，和分別代表進(jìn)料氣相的摩爾數(shù)和平衡氣相的摩爾數(shù)，由下式計(jì)算：式中和分別代表進(jìn)料氣相的壓縮因子和平衡氣相的壓縮因子，可由PR狀態(tài)方程進(jìn)行計(jì)算得到；為氣相體積，由于水合物生成前后反應(yīng)器中液相體積變化不大，所以假設(shè)水合物生成過程中氣相體積保持不變。 CO2分離因子 CO2分離因子定義為CO2在水合物相中濃度和平衡氣相中濃度比值與N2在水合物相中濃度和平衡氣相中濃度比值之比。表達(dá)式如下： 實(shí)驗(yàn)步驟1. 用蒸餾水清洗反應(yīng)釜，再用配置好的溶液將反應(yīng)釜沖洗干凈。2. 對(duì)管路系統(tǒng)及反應(yīng)釜抽真空約10min，用計(jì)量泵注入一定量配置好的溶液至反應(yīng)釜。3. 用實(shí)驗(yàn)氣體對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)氣體進(jìn)行多次置換，確保反應(yīng)釜內(nèi)氣體與氣體鋼瓶內(nèi)組成一致。4. 調(diào)節(jié)恒溫水浴使得反應(yīng)釜溫度穩(wěn)定于設(shè)定值，開啟管路壓力調(diào)節(jié)器向反應(yīng)釜充氣至設(shè)定壓力，開啟數(shù)據(jù)采集儀記錄實(shí)驗(yàn)溫度壓力數(shù)據(jù)。5. 調(diào)節(jié)攪拌器直流電機(jī)轉(zhuǎn)速至約1100 rpm，啟動(dòng)攪拌器開始反應(yīng)。通過數(shù)據(jù)采集儀記錄反應(yīng)釜的壓力與溫度數(shù)據(jù)。6. 當(dāng)系統(tǒng)壓力恒定時(shí)停止攪拌，并采集反應(yīng)釜剩余氣體用氣相色譜分析組成。7. 快速釋放剩余氣體，并對(duì)反應(yīng)釜抽真空約1 min，使反應(yīng)釜中剩余氣體排盡，開啟攪拌并將反應(yīng)釜升溫至25 176。C分解釜中水合物，采集水合物分解氣樣并分析組成。 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法 . 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 進(jìn)料壓力對(duì)CO2分離性能影響從下表可以分析得： 176。C， mol%時(shí)，隨著進(jìn)料壓力的增大，水合物相中CO2濃度先是逐漸增大 ， MPa時(shí)，水合物相中CO2明顯降低。 MPa，進(jìn)料氣中主要是CO2生成水合物，同時(shí)也有部分N2被吸附進(jìn)水合物空籠中；造成水合物相中CO2濃度下降，從而造成CO2的分離因子降低。 TBAB存在時(shí)，不同進(jìn)料壓力下水合分離平衡氣相和水合物相中CO2濃度Table The vapor and hydrate equilibria position for CO2/N2TBABH2O system under varying feed pressureTBAB concentration (mol%)T (176。C)P (MPa)z1 (mol%)x1 (mol%)y1 (mol%) 在兩種TBAB濃度下， 176。 176。C時(shí)水合物相中CO2的濃度也逐漸增大。這是由于低溫時(shí)，水合物反應(yīng)的過冷度較大，N2和TBAB生成水合物的推動(dòng)力也比高溫時(shí)大，所以水合物相中N2濃度相應(yīng)較大；而當(dāng)溫度較高時(shí)，N2生成水合物的難度增加，此時(shí)CO2依然可以比較容易生成水合物，所以此時(shí)水合物相中的CO2濃度就較低溫時(shí)有所增加。 不同溫度下水合分離平衡氣相以及水合物相中CO2濃度. The vapor and hydrate equilibria position for CO2/N2TBABH2O system at varying temperatureTBAB concentration (mol%)T (176。C)P (MPa)z1 (mol%)x1 (mol%)y1 (mol%) TBAB存在下多級(jí)分離過程 從上圖可以看出，%， mol%的氣體。所以在TBAB存在條件下，可以采用多級(jí)水合物分離過程來提高CO2濃度。 三級(jí)水合分離過程中水合物相以及氣相中CO2濃度 CO2 concentration in hydrate phase and vapor phase during threestage hydrate processTBAB concentration (mol%)T (176。C)P (MPa)z1 (mol%)x1 (mol%)y1 (mol%)S 從上圖可以看出，%， mol%的氣體。所以在TBAB存在條件下，可以采用多級(jí)水合物分離過程來提高CO2濃度。4 TBAF存在下CO2的水合分離性能 實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)材料與試劑 。 實(shí)驗(yàn)步驟。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法 CO2回收率。 CO2分離因子。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 溫度、進(jìn)料壓力對(duì)CO2分離性能的影響 mol%。 176。 176。C時(shí)，不同進(jìn)料壓力下的CO2分離性能。
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