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，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存在時生成氣體水合物的量比低濃度TBAB存在時多。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]、對碳鋼的腐蝕性等[5]都已經(jīng)被廣泛研究。2） 儲氫 由于TBAB水合物含有能夠容納小分子的空籠，所以TBAB也被研究用作儲氫材料。2008年Hashimoto[6]發(fā)現(xiàn)TBAB對H2生成水合物的熱力學促進作用要強于THF；Tohidi等[6]申請了利用TBAB水合物中存在的空籠來儲存氫氣、甲烷或二氧化碳的發(fā)明專利。3） 氣體分離 盡管用生成TBAB水合物進行氣體分離已經(jīng)被提出，但是對TBAB存在下水合物氣體分離原理、反應過程、分離因子的影響因素還不清楚。 實驗數(shù)據(jù)處理方法 CO2回收率由文獻定義可得CO2回收率為水合物相中CO2摩爾數(shù)與進料氣相中CO2摩爾數(shù)的比值。表達式如下： 式中，和分別代表進料氣相的摩爾數(shù)和平衡氣相的摩爾數(shù)，由下式計算：式中和分別代表進料氣相的壓縮因子和平衡氣相的壓縮因子，可由PR狀態(tài)方程進行計算得到；為氣相體積，由于水合物生成前后反應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。表達式如下： 實驗步驟1. 用蒸餾水清洗反應釜，再用配置好的溶液將反應釜沖洗干凈。2. 對管路系統(tǒng)及反應釜抽真空約10min，用計量泵注入一定量配置好的溶液至反應釜。3. 用實驗氣體對反應釜內(nèi)氣體進行多次置換，確保反應釜內(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)器向反應釜充氣至設(shè)定壓力，開啟數(shù)據(jù)采集儀記錄實驗溫度壓力數(shù)據(jù)。5. 調(diào)節(jié)攪拌器直流電機轉(zhuǎn)速至約1100 rpm，啟動攪拌器開始反應。通過數(shù)據(jù)采集儀記錄反應釜的壓力與溫度數(shù)據(jù)。6. 當系統(tǒng)壓力恒定時停止攪拌，并采集反應釜剩余氣體用氣相色譜分析組成。7. 快速釋放剩余氣體，并對反應釜抽真空約1 min，使反應釜中剩余氣體排盡，開啟攪拌并將反應釜升溫至25 176。C分解釜中水合物，采集水合物分解氣樣并分析組成。 實驗裝置及實驗方法 . 實驗結(jié)果與分析 進料壓力對CO2分離性能影響從下表可以分析得： 176。C， mol%時，隨著進料壓力的增大，水合物相中CO2濃度先是逐漸增大 ， MPa時，水合物相中CO2明顯降低。 MPa，進料氣中主要是CO2生成水合物，同時也有部分N2被吸附進水合物空籠中；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，不同進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時水合物相中CO2的濃度也逐漸增大。這是由于低溫時，水合物反應的過冷度較大，N2和TBAB生成水合物的推動力也比高溫時大，所以水合物相中N2濃度相應較大；而當溫度較高時，N2生成水合物的難度增加，此時CO2依然可以比較容易生成水合物，所以此時水合物相中的CO2濃度就較低溫時有所增加。 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，可以采用多級水合物分離過程來提高CO2濃度。 三級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 實驗裝置及實驗方法 實驗材料與試劑 。 實驗步驟。 實驗數(shù)據(jù)處理方法 CO2回收率。 CO2分離因子。 實驗結(jié)果與分析 溫度、進料壓力對CO2分離性能的影響 mol%。 176。 176。C時，不同進料壓力下的CO2分離性能。
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