本文關(guān)鍵詞：壁流蜂窩式微填充床的制備及其在變壓吸附過程的應(yīng)用

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【摘要】：本論文提出了一種壁流蜂窩式微填充固定床構(gòu)型,考察了該結(jié)構(gòu)填充床的制備方法,冷模流動特征,探索了該構(gòu)型裝置在變壓吸附脫碳過程中的應(yīng)用。壁流式微填充床借鑒了徑向床和蜂窩式整體反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn),多通道進(jìn)/出料分布使其內(nèi)部擁有數(shù)量眾多的微徑向床,與傳統(tǒng)單通道輸入/輸出的固定床相比,有效的縮短了流體的流動路徑,顯著地降低了床層的壓降。與傳統(tǒng)的蜂窩整體式反應(yīng)器比較,催化劑(吸附劑)直接裝填在網(wǎng)絡(luò)通道內(nèi)部,有效的提高了裝填量和使用效率。具體研究內(nèi)容包括：研究了壁流蜂窩式微填充床的加工方法,采用擠出成型方法制備了不同幾何構(gòu)型的壁流式蜂窩陶瓷骨架結(jié)構(gòu),探索了催化劑在壁流式蜂窩陶瓷中的封裝方法,考察了造孔劑和燒成工藝對蜂窩陶瓷壁面滲透率和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響。通過調(diào)控合適的原料配方,選擇恰當(dāng)?shù)臄D出成型和焙燒工藝,篩選適宜的造孔劑類型和配比,得到了具有較高滲透率和一定結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的壁流式蜂窩陶瓷。開展了壁流蜂窩式微填充床的冷模實(shí)驗(yàn)研究,測量了三種不同排布方式微填充床(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型)的流動阻力,流體分布等流動特性。研究表明,壁流蜂窩式微填充床的壓降極低,流體分配平均,填充層內(nèi)各處負(fù)荷均勻。其中,Ⅰ型,Ⅱ型的停留時(shí)間分布接近平推流模型,Ⅲ型構(gòu)型的返混較強(qiáng),Ⅲ型結(jié)構(gòu)中添加了導(dǎo)熱元件,具有更好的導(dǎo)熱性能。研究了壁流式微填充床在變壓吸附脫碳過程中的應(yīng)用。通過在壁流蜂窩式微填充床中裝填活性炭吸附劑,制備了微填充吸附床。研究了CO2-N2混合氣體體系中,壓力、濃度和流量對吸附床的動態(tài)吸附性能的影響,并探究了連續(xù)循環(huán)操作中,吸附劑再生方法對床層吸附容量的影響規(guī)律。本文還建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果表明,壁流蜂窩式微填充床是一個(gè)較為理想的固定床幾何構(gòu)型。
【關(guān)鍵詞】：微填充床 壁流式蜂窩陶瓷 變壓吸附 二氧化碳 活性炭
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 引言11-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-27
• 1.1 徑向床反應(yīng)器研究進(jìn)展13-15
• 1.1.1 徑向反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)13-14
• 1.1.2 徑向反應(yīng)器的關(guān)鍵問題14-15
• 1.2 整體式反應(yīng)器15-22
• 1.2.1 整體式反應(yīng)器的制備15-18
• 1.2.2 整體式反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)18-19
• 1.2.3 整體式反應(yīng)器的應(yīng)用19-20
• 1.2.4 壁流式蜂窩陶瓷20-22
• 1.3 變壓吸附及裝置22-27
• 1.3.1 變壓吸附捕集CO_222-23
• 1.3.2 整體式吸附裝置23-25
• 1.3.3 其他構(gòu)型的整體式吸附床25-27
• 第二章 壁流式蜂窩陶瓷的制備27-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方法27-30
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備27-28
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟28-29
• 2.1.3 評價(jià)與檢測方法29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-32
• 2.2.1 造孔劑對外觀結(jié)構(gòu)的影響30-31
• 2.2.2 造孔劑對壁面滲透率的影響31-32
• 2.2.3 造孔劑對抗壓強(qiáng)度的影響32
• 2.3 本章小結(jié)32-35
• 第三章 壁流式微填充床加工和冷模實(shí)驗(yàn)研究35-47
• 3.1 壁流式微填充床的制備35-41
• 3.1.1 壁流式微填充床的結(jié)構(gòu)35-38
• 3.1.2 壁流式微填充床的制備38-41
• 3.2 冷模實(shí)驗(yàn)研究41-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法41-42
• 3.2.2 床層壓降42
• 3.2.3 流體分布42-44
• 3.2.4 停留時(shí)間分布44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章 壁流式微填充床在變壓吸附過程中的應(yīng)用47-57
• 4.1 微填充吸附床的制備47
• 4.2 變壓吸附實(shí)驗(yàn)裝置與方法47-51
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備47-48
• 4.2.2 變壓吸附實(shí)驗(yàn)裝置48-49
• 4.2.3 變壓吸附數(shù)學(xué)模型49-51
• 4.3 結(jié)果與討論51-55
• 4.3.1 壓力的影響51-52
• 4.3.2 流量的影響52
• 4.3.3 進(jìn)料濃度的影響52-53
• 4.3.4 再生條件的影響53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 結(jié)論與展望57-59
• 5.1 結(jié)論57
• 5.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 個(gè)人簡歷64-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果65

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本文編號：1040631