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摘要在利用碱金属基吸收剂循环碳酸化法分离烟气中CO2的技术中，选择合适的反应装置也是发展该技术的关键所在。国内外研究表明：脱碳输运床-再生鼓泡床能够保证稳定的物料循环特性，但在输运床内气固接触时间短，严重影响了脱碳效率；单鼓泡流化床同时实现脱碳再生过程需要不停切换脱碳-再生反应条件，不能实现稳定的脱碳-再生循环过程，基于此，本文设计了一种基于双鼓泡流化床的脱碳-再生循环试验装置，该装置既保证了气体和固体在反应器内足够的接触时间，又能稳定的实现脱碳-再生循环过程，是一种有效的，且与碱金属基固体吸收剂相匹配的反应器。烟气处理量为15m3/h时，脱碳反应器的设计参数为：床高2.7m，内径0.203m，再生反应器的设计参数为：床高1.6m，内径0.297m。30178
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关键词 CO2捕集 碱基吸收剂 鼓泡流化床反应器
毕业论文设计说明书外文摘要
Title DESIGN OF "CO2 CAPTURE - ABSORBENT REGENERATION" DOUBLE BUBBLING FLUIDIZED BED REACTOR SYSTEM
Abstract
Using alkali–based sorbents for CO2 capture from flue gas is a promising choice to reduce CO2 emission, and select the appropriate reaction apparatus is key to the development of the technology. Researches have shown that: decarbonization transport bed - regeneration bubbling bed can ensure a stable material cycle characteristics, but the residence time for the gas-solid in the transport bed is limited, seriously affecting the decarbonization efficiency. Single bubbling fluidized bed reactor needs to be constantly switched the decarbonization - regeneration reaction conditions when achieving decarbonization and regeneration process ,and can not achieve a stable decarbonization - regeneration process. Based on this, we design a double-bubbling fluidized bed including decarbonization - regeneration cycle device which does not only ensure the gas-solid residence time in the reactor, but also to achieve stable decarbonization - regeneration cycle. This system is an effective reactors maching the alkali metal-based solid absorbents. When Flue gas flow rate is 15m3 / h, the design parameters of decarbonization reactor are: bed height is 2.7m with an inner diameter of 0.203m, and the design parameters of regeneration reactor are: bed height is 1.6m with the inner diameter of 0.297m.
Keywords CO2 capture Alkali-based sorbent Bubbling fluidized bed reactor
目 次
1 绪论 1
1.1 设计背景及意义1
1.2 CO2捕集与封存技术1
1.3 碱金属基吸收剂循环脱除CO2技术2
1.4 国内外碱金属基固体吸收剂脱除烟气CO2技术研究进展3
1.5 总结前人的问题7
2 设计的计算过程8
2.1 碳酸化反应器计算过程 9
2.2 碳酸化反应器布风板计算过程 13
2.3 碳酸化反应器旋风分离器计算过程16
2.4 碳酸化反应器换热设备计算过程 18
2.5 再生反应器计算过程22
2.6 再生反应器布风板计算过程24
2.7 再生反应器旋风分离器计算过程25
2.8 再生反应器换热设备计算过程26
2.9 设计的校验过程28
3 设计图纸30
总结 49
致谢 50
参考文献51
1 绪论
1.1 设计背景及意义
由于全球工业化进程的不断加快，二氧化碳的排放量越来越大，与此同时伴随而来的是严重的环境污染。根据政府间气候变化专门委员会IPCC报告，CO2、CH4、N2O、氢氟烃这4类作为引起全球变暖的气体[1]，其中CO2产生的温室效应约占60%。目前就我国而言，CO2的排放量已位于世界前列，据估计到2025年CO2排放量的排名将成为世界第一位，约占总的排放量的1/5，这其中发电站产生的CO2占很大比重，由于燃烧煤炭，它的CO2排放占总排放量的76%左右。2008年，国际能源署（IEA）的能源技术统计局（ETP）颁布了如图1.1的统计蓝图[2]，根据蓝图显示，预计到2050年，全球CO2每年的排放量将是目前29GT的两倍，即届时CO2每年的排放量将上升到57GT左右。到了2050年，如果要将大气中的CO2浓度控制在450ppm以内，CO2每年的排放量必须减少到14GT，由此可见，在世界范围内实施减少CO2排放的措施刻不容缓。