本文關(guān)鍵詞：復(fù)合膜法捕集煙氣中水蒸氣及其滲透機(jī)理研究

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【摘要】：煤炭在鍋爐爐膛內(nèi)燃燒后會產(chǎn)生大量的煙氣,煙氣中含有大量的水蒸氣,其平均含量約在10%左右,排煙水分的存在既造成了水資源的浪費,又造成了較大的排煙熱損失及環(huán)境污染,因此捕集回收火電廠煙氣水分為我國的火電廠節(jié)水提供了新的思路。膜法脫除氣體中水分是近年來發(fā)展起來的新型技術(shù),采用膜法脫濕技術(shù)的優(yōu)點是成本低、能耗低和操作簡便等,發(fā)展前景非常廣闊。以復(fù)合膜法捕集煙氣中水蒸氣及其滲透機(jī)理研究為研究內(nèi)容,對煙氣水分在復(fù)合膜內(nèi)的傳質(zhì)阻力、中空纖維復(fù)合膜的制備、捕集煙氣水分實驗臺的構(gòu)造進(jìn)行了研究。首先,利用Fluent建立煙氣水分在復(fù)合膜中的傳質(zhì)阻力模型,模擬水蒸氣在復(fù)合膜中的滲透過程,對比不同條件下如煙氣壓力、煙氣速度、分離系數(shù)、滲透通量、煙氣組成等對水蒸氣在復(fù)合膜各層傳質(zhì)阻力的影響。然后,通過充分調(diào)研及對比各種膜材料滲透分離參數(shù),選擇了可用于火電廠分離煙氣中水蒸氣復(fù)合膜材料,制作了SPEEK/PES中空纖維復(fù)合膜組件,搭建煙氣水分回收系統(tǒng)實驗臺,根據(jù)實際煙道尺寸設(shè)計了模擬煙道尺寸以及膜組件的不同布置方案,并利用該系統(tǒng)研究不同因素對煙氣水分傳質(zhì)系數(shù)和分離系數(shù)的影響。最后,采用Fluent模擬了膜組件在煙道內(nèi)不同布置方案對煙氣的溫度場、速度場、壓力場的影響,對比了煙氣溫度、速度、壓力理論與模擬變化量,確定了最優(yōu)排列方式,為實驗過程操作參數(shù)的選擇、膜結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：煙氣水分 中空纖維復(fù)合膜 數(shù)值模擬 傳質(zhì)阻力
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM621
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 煙氣捕水技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 氣體膜分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 氣體膜分離模擬的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 課題研究內(nèi)容15-16
• 第2章 復(fù)合膜的阻力特性分析16-29
• 2.1 理論分析16-19
• 2.2 Fluent模型19-22
• 2.2.1 二維模型20-21
• 2.2.2 計算區(qū)域21
• 2.2.3 控制方程21-22
• 2.2.4 邊界條件22
• 2.2.5 用戶自定義函數(shù)22
• 2.3 氣體傳質(zhì)阻力分析22-25
• 2.3.1 氣體滲透過程22-23
• 2.3.2 阻力模型23-25
• 2.4 影響傳質(zhì)阻力的因素分析25-28
• 2.4.1 煙氣壓力對傳質(zhì)阻力分布的影響25
• 2.4.2 煙氣速度對傳質(zhì)阻力分布的影響25-26
• 2.4.3 分離系數(shù)對傳質(zhì)阻力分布的影響26-27
• 2.4.4 滲透通量對傳質(zhì)阻力分布的影響27-28
• 2.4.5 煙氣組成對傳質(zhì)阻力分布的影響28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 復(fù)合膜法捕集煙氣中水蒸氣實驗研究29-40
• 3.1 復(fù)合膜的制作與安裝29-30
• 3.1.1 復(fù)合膜的制作29-30
• 3.1.2 膜組件的安裝30
• 3.2 實驗系統(tǒng)的設(shè)計30-33
• 3.2.1 實驗系統(tǒng)簡介31-32
• 3.2.2 模擬煙道的設(shè)計32-33
• 3.2.3 膜組件在煙道中的布置方案設(shè)計33
• 3.3 膜分離性能的影響因素33-39
• 3.3.1 煙氣溫度對膜分離性能的影響33-35
• 3.3.2 煙氣速度對膜分離性能的影響35-36
• 3.3.3 煙氣壓力對膜分離性能的影響36-37
• 3.3.4 煙氣組成對膜分離性能的影響37-38
• 3.3.5 滲透側(cè)壓力對膜分離性能的影響38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 復(fù)合膜組件布置方案的數(shù)值模擬40-51
• 4.1 Fluent模型40-41
• 4.1.1 網(wǎng)格劃分40-41
• 4.1.2 初始條件41
• 4.2 模擬結(jié)果41-45
• 4.2.1 溫度云圖41-42
• 4.2.2 速度云圖42-44
• 4.2.3 壓力云圖44-45
• 4.3 結(jié)果分析45-50
• 4.3.1 煙氣溫度分析45-46
• 4.3.2 煙氣速度分析46-48
• 4.3.3 壓力分析48-50
• 4.3.4 綜合分析50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論與展望51-53
• 5.1 主要工作與結(jié)論51-52
• 5.2 展望52-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果59-60
• 致謝60

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本文編號：830845