TEA溶液脫除煙氣中的二氧化碳畢業(yè)答辯PPT

1、指指導(dǎo)教師導(dǎo)教師：李水娥：李水娥n班班級級：冶金：冶金091091n學(xué)學(xué)生：生：鄧鄧家家?guī)泿沶學(xué)號學(xué)號：09080202930908020293主要內(nèi)容主要內(nèi)容1 1、 研究背景研究背景2 2、研究意義、研究意義3 3、實驗實驗方案、主要方案、主要內(nèi)內(nèi)容及容及研研究原究原理理4 4、實驗數(shù)實驗數(shù)據(jù)分析及據(jù)分析及討論討論5 5、致、致謝謝1.研究背景近年來，越來越多的研究者認為由CO2為主導(dǎo)因子的溫室效應(yīng)引發(fā)的全球變暖和海平面上升正威脅著人類的生存。隨著人們對資源短缺和全球變暖問題重視程度的提高，CO2的減排、回收、利用及資源化正成為21世紀最為重要的環(huán)境和能源問題之一。二氧化碳(C02)排放問

2、題所引起的溫室效應(yīng)是目前亟待解決的課題。以礦物燃料為主的火電廠是C02的一個集中排放源，排放出的C02量超過排放總量的30，若能對其煙道氣中C02進行回收利用，則是一項既有良好社會效益又有經(jīng)濟效益的工作。分離捕集CO2最常用的方法有溶劑吸收法、吸附法、低溫分離法等。近年來，研究開發(fā)出了許多經(jīng)濟可行的新方法，如電化學(xué)法、膜分離法、化學(xué)循環(huán)燃燒法、酶法、光生物合成法、催化劑法等。其中采用醇胺溶液回收中低濃度C02是一種傳統(tǒng)的方法，也是最為經(jīng)濟的方法。2.研究意義人們明顯認識到減少燃煤發(fā)電廠 CO2 排放可以通過兩個途徑來實現(xiàn)：一是提高電廠的能源利用效率；二是在煙道末端捕獲來自于煙氣中的CO2。在C

3、O2燃燒后捕獲工藝中，將CO2 從煙氣中分離出來，再將CO2 氣體捕獲。CO2分離捕集技術(shù)一般包括化學(xué)溶劑吸收法、物理吸附法、膜系統(tǒng)法、低溫分離法和O2/CO2 循環(huán)燃燒法等?；瘜W(xué)溶劑吸收法已經(jīng)被廣泛地研究，并且在減少從化石燃料電廠中排放的CO2 被認為是可靠地且成本較低的方法。到目前為止，基于胺吸收（主要為MEA 溶液）是對于來自低壓、大體積氣體流量的CO2捕獲是最有效2.研究意義有效的技術(shù)。氨基三乙醇（TEA）溶液呈強堿性，能吸收煙氣中的二氧化碳。TEA 水溶液與二氧化碳總化學(xué)反應(yīng)如下：TEA與C02之間的反應(yīng)按下式進行：(HOC2 H4)3N+C02+H20一(HOC2 H4)3NH+

4、HC0-3。該反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)，在溫度較低時，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，放出熱量；溫度較高時，反應(yīng)逆反應(yīng)方向進行，溶液再生。本論文欲通過一系列實驗研究，對TEA溶液脫除煙氣中二氧化碳的相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄，然后與已有化學(xué)吸收法的相關(guān)吸收試劑配方的實驗數(shù)據(jù)進行對比，觀察其脫除煙氣中二氧化碳的效果，來判斷TEA溶液2.研究意義能否用于工業(yè)上脫除煙氣中的二氧化碳。本論文建設(shè)了 CO2 吸收實驗系統(tǒng)，以TEA 作為吸收劑，考察了不同煙氣濃度、吸收劑濃度及反應(yīng)溫度對CO2 脫除率的影響，為深入研究氨醇吸收劑對CO2 脫除率的影響提供實驗依據(jù)，為降低CO2 再生能耗奠定基礎(chǔ)。3.實驗方案吸收實驗以玻璃抽濾瓶為主

5、要反應(yīng)容器，內(nèi)1000mlTEA吸收溶液；以空氣和CO2的混合氣體作為模擬煙氣，將模擬煙氣通入反應(yīng)器，直至反應(yīng)接近飽和時停止反應(yīng)。實驗主要通過改變模擬煙氣中CO2的濃度、吸收液濃度和反應(yīng)溫度得到了上述不同反應(yīng)參數(shù)對CO2脫除率及吸收速率的影響。3.1實驗流程圖3.2研究主要內(nèi)容TEA溶液濃度反應(yīng)溫度模擬煙氣中二氧化碳的濃度3.2研究主要內(nèi)容（1）本文對三乙醇胺溶液吸收模擬煙氣中C02的過程進行了研究，分析不同模擬煙氣中C02的濃度、TEA吸收溶液的濃度以及溫度對吸收效果的影響。（2）了解和掌握實驗中尾氣CO2的處理方法，在本實驗中使用石灰水處理尾氣中的CO2。3.3TEA溶液脫除煙氣中二氧化碳

6、的反應(yīng)原理氨基三乙醇（TEA）溶液呈強堿性，能吸收煙氣中的二氧化碳。TEA 水溶液與二氧化碳總化學(xué)反應(yīng)如下：TEA與C02之間的反應(yīng)按下式進行：(HOC2 H4)3N+C02+H20一(HOC2 H4)3NH+ HC0-3。該反應(yīng)是可逆放熱反應(yīng)，在溫度較低時，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，放出熱量；溫度較高時，反應(yīng)逆反應(yīng)方向進行，溶液再生。4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論4.14.1煙氣中煙氣中COCO2 2體積濃度對脫除過程的影響體積濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論煙氣中CO2濃度的升高使得脫除率下降速度加快，吸收液達到飽和的時間隨之縮短，但對最高脫除率的影響不明顯。煙氣濃度升高對二氧化碳的脫除不利

7、。4.14.1煙氣中煙氣中COCO2 2體積濃度對脫除過程的影響體積濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論4.2 TEA4.2 TEA吸收溶液濃度對脫除過程的影響吸收溶液濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論由于吸收液中TEA的濃度增大，反應(yīng)速率必然提高，CO2氣體進入液相空間后迅速被吸收，使氣液界面與液相主體間的傳質(zhì)推動力增強，更多的CO2被傳遞進入液相，因此CO2脫除率提高；但是，另一方面，TEA濃度的增加會使得吸收液的粘度提高，降低了湍流強度，對氣液間的傳質(zhì)作用有削弱效果，從而降低了4.2 TEA4.2 TEA吸收溶液濃度對脫除過程的影響吸收溶液濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分

8、析及討論CO2的脫除率。雖然對于濃度較高的吸收液，其脫除率較高，也就是單位時間內(nèi)吸收的CO2的量較大，但是從圖中可以看出，TEA濃度的增加對脫除率的提高作用有限，因此高濃度吸收液要達到吸收飽和狀態(tài)，必然消耗更多的CO2氣體，在煙氣流量和濃度一定的條件下，通氣時間增長，4.2 TEA4.2 TEA吸收溶液濃度對脫除過程的影響吸收溶液濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論因此達到溶液達到飽和狀態(tài)所需的時間增長。4.2 TEA4.2 TEA吸收溶液濃度對脫除過程的影響吸收溶液濃度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論4.3 4.3 反應(yīng)溫反應(yīng)溫度對脫除過程的影響度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析

9、及討論隨著溫度的升高，脫除率降低的速度更快，并且吸收液更快趨于飽和。這主要是因為溫度的升高使得反應(yīng)速率加快，同時反應(yīng)液在較高溫度下粘度降低，在氣流的攪拌作用下形成的湍動強度增大，這兩方面都有利于CO2氣體的脫除，使得煙氣中更多CO2進入液相參與反應(yīng)。4.3 4.3 反應(yīng)溫反應(yīng)溫度對脫除過程的影響度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論在15至30的溫度范圍內(nèi)，脫除率隨溫度的升高而增加，但是增加幅度很小。4.3 4.3 反應(yīng)溫反應(yīng)溫度對脫除過程的影響度對脫除過程的影響4.實驗數(shù)據(jù)分析及討論方 差 來源變 動 平方和Sf（自由度）均方和F值f0 . 0 5（3,3）A11.6233.870.649