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吸附剂颗粒及污染物对CO_2吸收过程影响的研究

作　者: 胡晓纬
导　师: 马友光
学　校: 天津大学
专　业: 化学工程
关键词: 活性炭颗粒气液传质增强因子指纹污染颗粒覆盖区
分类号: X132
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

微细粒子对气液传质的影响已受到了人们的广泛关注,成为化工过程强化研究的一个重要内容。本文着重对水溶液中活性炭颗粒及指纹对CO2吸收过程的影响和机理进行了研究。在0.8L的恒温搅拌釜中,研究了CO2在活性炭颗粒/水形成的浆料体系和受指纹污染水中的吸收过程。在实验温度298.15±0.5K下,考察了指纹污染程度:0.25～5min;起始压力:0～0.2MPa;转速:0～210min-1;颗粒含量:0～1 kg·m-3;粒径:3～300μm等因素对CO2吸收速率的影响。指纹污染对CO2在水中的吸收速率具有明显的抑制作用。添加活性炭粒子能够增强气液传质,且粒径较小时增强效果比较明显。颗粒含量较低时,增强因子近似线性增长,当颗粒含量达到某一定值后,增强因子逐渐趋于一常数。测定了活性炭粒径3μm,颗粒含量0.15 kg·m-3,转速120min-1下,不同起始压力的增强因子。结果表明,增强因子随起始压力先增大后减小。固定颗粒含量下,搅拌强度较小时(<90min-1),增强因子随转速增大而增大,搅拌强度较大时(>150min-1),增强因子随转速增大而减小。对含活性炭颗粒的浆料体系,在前人研究的基础上,将气液界面划分为颗粒覆盖区和颗粒未覆盖区,提出了一个预测增强因子的一维模型,增强因子的模型计算值与实验结果吻合良好。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
前言  7-8
第一章文献综述  8-24
  1.1 化工过程强化  8-11
    1.1.1 化工过程强化设备  9-10
    1.1.2 化工过程强化方法  10-11
  1.2 微粒增强气液传质的进展  11-19
    1.2.1 增强因子的定义  12-13
    1.2.2 活性颗粒强化气液传质的方式  13-18
      1.2.2.1 颗粒在传质区对气体组分的物理吸附  13-15
      1.2.2.2 颗粒在传质区作气相组分参与的化学反应的催化剂  15-17
      1.2.2.3 颗粒在传质区作为反应物与气相反应  17-18
    1.2.3 惰性颗粒强化气液传质  18-19
  1.3 颗粒增强气液传质的机理  19-21
    1.3.1 传输机理  19-20
    1.3.2 边界层混合  20
    1.3.3 抑制气泡聚并  20-21
  1.4 颗粒增强气液传质的模型  21-23
    1.4.1 一维模型  22
    1.4.2 二维和三维模型  22-23
  1.5 本文工作  23-24
第二章实验装置及测量原理  24-30
  2.1 实验物系  24-25
  2.2 实验装置  25-26
  2.3 操作步骤  26-27
  2.4 待测实验系列  27-28
  2.5 分析方法及测量计算  28-29
    2.5.1 增强因子  28
    2.5.2 传质系数  28
    2.5.3 溶解度和分配系数  28-29
  2.6 本章小结  29-30
第三章活性炭影响CO_2吸收的传质实验  30-40
  3.1 指纹污染的影响  30-33
    3.1.1 水中指纹污染  31
    3.1.2 反应釜器壁指纹污染  31-33
  3.2 活性炭颗粒的影响  33-35
    3.2.1 活性炭颗粒对指纹污染的影响  33
    3.2.2 活性炭颗粒粒径的影响  33-34
    3.2.3 活性炭颗粒含量的影响  34-35
  3.3 转速的影响  35-38
  3.4 压力的影响  38-39
  3.5 本章小结  39-40
第四章颗粒增强气液传质速率的模型  40-50
  4.1 理论基础  40-42
  4.2 模型假设  42-43
  4.3 模型方程  43-46
  4.4 模型参数  46-48
  4.5 模型计算精度  48
  4.6 本章小结  48-50
第五章结论与展望  50-52
符号说明  52-54
参考文献  54-63
致谢  63

吸附剂颗粒及污染物对CO_2吸收过程影响的研究

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