以CO2為主的溫室氣體的過(guò)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(guó)是世界CO2排放量大的國(guó)家之一,毎年的CO2排放總量在90億噸以上,而國(guó)內(nèi)電力企業(yè)所排放的CO2占到了全國(guó)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(wèn)題。大型燃煤電站實(shí)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(lèi)。作為最有可能實(shí)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(guò)高等問(wèn)題。C02吸收過(guò)程為伴有化學(xué)反應(yīng)的多相、多尺度、多物理場(chǎng)耦合輸運(yùn)過(guò)程,本文采用數(shù)值模擬并輔以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)反應(yīng)器內(nèi)部CO2吸收特性、氨逃逸傳質(zhì)機(jī)理和碳捕集系統(tǒng)能耗等進(jìn)行了探究。首先,鑒于填料塔內(nèi)部氣液兩相流動(dòng)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(guò)程的數(shù)值計(jì)算模型,可以實(shí)現(xiàn)填料塔內(nèi)氣液兩相流動(dòng)、CO2化學(xué)吸收過(guò)程、氨逃逸傳質(zhì)過(guò)程以及氣液兩相熱量輸運(yùn)的耦合計(jì)算。此外,提出鼓泡塔內(nèi)部氣液接觸界面的追蹤方... 

【文章來(lái)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

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【學(xué)位級(jí)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 氣液兩相間熱質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程的研究
        1.2.2 計(jì)算流體力學(xué)在熱質(zhì)輸運(yùn)過(guò)程的應(yīng)用
        1.2.3 氨逃逸問(wèn)題的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 氣液兩相流動(dòng)及多組分輸運(yùn)的研究方法
    2.1 引言
    2.2 氣液兩相組分輸運(yùn)機(jī)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(jī)理
        2.2.4 乙醇胺溶液吸收二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)機(jī)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(yùn)過(guò)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.3.1 孔徑對(duì)鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過(guò)程的影響
        3.3.2 孔數(shù)對(duì)鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過(guò)程的影響
        3.3.3 高徑比對(duì)鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過(guò)程的影響
        3.3.4 運(yùn)行工況對(duì)鼓泡塔內(nèi)傳質(zhì)過(guò)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(yùn)過(guò)程研究
    4.1 引言
    4.2 數(shù)值計(jì)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(yàn)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(duì)流傳熱過(guò)程
        4.4.1 模型修正
        4.4.2 相關(guān)參數(shù)
        4.4.3 模型驗(yàn)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(yàn)證
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 吸收塔高度對(duì)吸收過(guò)程及系統(tǒng)能耗的影響
        5.3.2 操作壓力對(duì)吸收過(guò)程及系統(tǒng)能耗的影響
        5.3.3 填料類(lèi)型對(duì)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?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 后續(xù)工作展望
主要符號(hào)對(duì)照表
參考文獻(xiàn)
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(jiǎn)介
在學(xué)期間所獲獎(jiǎng)勵(lì)（校級(jí)以上）


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]京津冀地區(qū)霧霾影響因素實(shí)證分析[J]. 李曉燕.  生態(tài)經(jīng)濟(jì). 2016(03)
[2]中國(guó)電力工業(yè)CO2減排戰(zhàn)略分析[J]. 徐鋼,田龍虎,劉彤,黃其勵(lì).  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(17)
[3]聚乙二醇二甲醚抑制脫碳吸收劑中氨逃逸的實(shí)驗(yàn)及原理分析[J]. 馬雙忱,孫云雪,崔基偉,趙毅.  化工學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]CO2水合分離研究進(jìn)展[J]. 李士鳳,樊栓獅,王金渠,郎雪梅.  化工進(jìn)展. 2009(05)
[5]氨法脫除燃煤煙氣中CO2的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 張茂,賽俊聰,吳少華,李振中.  熱能動(dòng)力工程. 2008(02)
[6]超重場(chǎng)強(qiáng)化氨水吸收煙道氣中CO2的研究[J]. 張君,公茂利,莢江霞,陳明功.  安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2006(01)
[7]溫室氣體CO2的捕集和分離——分離技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J]. 費(fèi)維揚(yáng),艾寧,陳健.  化工進(jìn)展. 2005(01)
[8]電站煙氣中CO2減排新技術(shù)雙重效益的研究[J]. 張昀,李振中,李成之,張經(jīng)武,Jim Zhou,李欣,張志明,陳冠雄.  現(xiàn)代電力. 2002(03)
[9]火電廠排放CO2的分離回收和固定技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀[J]. 周澤興.  環(huán)境科學(xué)進(jìn)展. 1993(01)

博士論文
[1]大氣中氨氣、銨鹽和有機(jī)胺鹽的研究[D]. 胡清靜.中國(guó)海洋大學(xué) 2015
[2]規(guī)整填料局部流動(dòng)與傳質(zhì)的計(jì)算流體力學(xué)研究[D]. 谷芳.天津大學(xué) 2004
[3]加壓下規(guī)整填料塔內(nèi)流體流動(dòng)和傳質(zhì)特性的研究及其計(jì)算流體力學(xué)模擬[D]. 張鵬.天津大學(xué) 2002

碩士論文
[1]SNCR-SCR脫硝技術(shù)在500t/d垃圾焚燒爐的應(yīng)用研究[D]. 方熙娟.清華大學(xué) 2015
[2]通氣結(jié)構(gòu)對(duì)鼓泡容器內(nèi)氣液兩相分布的影響[D]. 雷建勇.西北大學(xué) 2014
[3]單塔氨法脫硫“氨逃逸”控制研究[D]. 張英.武漢科技大學(xué) 2014
[4]焦化廠蒸氨工藝的實(shí)驗(yàn)研究及節(jié)能工藝的探索[D]. 姚曉琰.天津大學(xué) 2014
[5]氨法捕集CO2過(guò)程中氨逃逸規(guī)律研究[D]. 孫龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[6]氨法吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 曾慶.清華大學(xué) 2011
[7]乙醇胺（MEA）溶液吸收CO2的試驗(yàn)研究[D]. 司南.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[8]燃煤電廠煙氣二氧化碳捕獲系統(tǒng)的仿真研究[D]. 周響球.重慶大學(xué) 2008
[9]氨法脫除燃煤煙氣中二氧化碳的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張茂.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3159617