| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-36页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第13页 |
| 1.2 燃煤电厂CO_2捕集技术 | 第13-16页 |
| 1.2.1 燃烧后脱碳 | 第13-14页 |
| 1.2.2 燃烧前脱碳 | 第14页 |
| 1.2.3 富氧燃烧 | 第14-15页 |
| 1.2.4 基于循环载体氧的化学链燃烧 | 第15-16页 |
| 1.3 CO_2分离技术现状 | 第16-19页 |
| 1.3.1 吸收法 | 第16-17页 |
| 1.3.2 吸附法 | 第17-18页 |
| 1.3.3 膜分离法 | 第18-19页 |
| 1.3.4 低温分离法 | 第19页 |
| 1.4 CO_2封存技术现状 | 第19-20页 |
| 1.5 碱金属基固体吸收剂脱除烟气CO_2技术研究进展 | 第20-24页 |
| 1.5.1 碱金属碳酸盐吸收剂的研究进展 | 第20-21页 |
| 1.5.2 碱金属碳酸盐吸收剂吸收CO_2影响因素研究进展 | 第21-22页 |
| 1.5.3 碱金属碳酸盐吸收剂吸收CO_2工艺技术研究进展 | 第22-24页 |
| 1.6 碱金属基吸收CO_2工艺数值模拟和系统仿真研究 | 第24-28页 |
| 1.6.1 碱金属碳酸盐吸收剂颗粒碳酸化机理模型研究 | 第24页 |
| 1.6.2 碱金属碳酸盐吸收剂小型反应器数值模拟研究 | 第24-26页 |
| 1.6.3 碱金属碳酸盐反应系统工艺实时仿真模拟 | 第26-27页 |
| 1.6.4 前人研究存在的问题和不足 | 第27-28页 |
| 1.7 本文研究目的和内容 | 第28-30页 |
| 1.7.1 主要研究目标 | 第28-29页 |
| 1.7.2 研究思路及内容 | 第29-30页 |
| 1.8 本章小结 | 第30页 |
| 参考文献 | 第30-36页 |
| 第二章 钾基吸收剂吸收CO_2碳酸化特性试验研究 | 第36-52页 |
| 2.1 引言 | 第36页 |
| 2.2 试验样品 | 第36-37页 |
| 2.2.1 纯K_2CO_3吸收剂 | 第36-37页 |
| 2.2.2 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂 | 第37页 |
| 2.3 热重试验装置和方法 | 第37-40页 |
| 2.3.1 热重试验装置 | 第37-38页 |
| 2.3.2 碳酸化试验步骤 | 第38-39页 |
| 2.3.3 吸收剂再生试验系统和试验步骤 | 第39页 |
| 2.3.4 吸收剂再生试验步骤 | 第39-40页 |
| 2.4 小型鼓泡流化床试验研究 | 第40-41页 |
| 2.4.1 小型鼓泡床试验装置 | 第40-41页 |
| 2.4.2 小型鼓泡床试验方法 | 第41页 |
| 2.5 辅助研究手段 | 第41-42页 |
| 2.6 热重试验结果 | 第42-43页 |
| 2.6.1 纯K_2CO_3吸收剂碳酸化反应特性 | 第42页 |
| 2.6.2 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂碳酸化反应特性 | 第42-43页 |
| 2.7 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂再生反应试验结果 | 第43-44页 |
| 2.8 钾基吸收剂微观结构分析 | 第44-47页 |
| 2.8.1 负载前后吸收剂颗粒表观结构分析 | 第45页 |
| 2.8.2 负载前后吸收剂颗粒内孔分布特性 | 第45-46页 |
| 2.8.3 负载型吸收剂微观结构的分析 | 第46-47页 |
| 2.9 小型鼓泡床试验结果 | 第47-50页 |
| 2.9.1 主要试验工况 | 第47-48页 |
| 2.9.2 试验结果与讨论 | 第48-50页 |
| 2.10 本章小结 | 第50页 |
| 参考文献 | 第50-52页 |
| 第三章 钾基吸收剂吸收CO_2碳酸化反应机理模型 | 第52-81页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 气-固反应动力学模型 | 第52-53页 |
| 3.3 气固缩核反应模型 | 第53-60页 |
| 3.3.1 缩核反应物理模型 | 第53-54页 |
| 3.3.2 缩核反应数学模型 | 第54-56页 |
| 3.3.3 气固缩核反应控制步骤 | 第56-58页 |
| 3.3.4 反应控制步骤判断 | 第58-60页 |
| 3.4 气固粒子反应模型 | 第60-63页 |
| 3.4.1 粒子反应物理模型 | 第60-61页 |
| 3.4.2 粒子反应数学模型 | 第61-63页 |
| 3.5 纯K_2CO_3吸收剂吸收CO_2机理模型 | 第63-71页 |
| 3.5.1 纯K_2CO_3吸收剂吸收CO_2反应机理 | 第63页 |
| 3.5.2 反应机理模型 | 第63-64页 |
| 3.5.3 模型关键参数 | 第64-66页 |
| 3.5.4 缩核模型结果分析 | 第66-67页 |
| 3.5.5 产物层扩散系数修正 | 第67-70页 |
| 3.5.6 反应控制步骤判断 | 第70-71页 |
| 3.6 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂吸收CO_2机理模型 | 第71-74页 |
| 3.6.1 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂吸收CO_2反应机理 | 第71-72页 |
| 3.6.2 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂吸收CO_2数学模型 | 第72页 |
| 3.6.3 微粒粒径求取方法 | 第72-73页 |
| 3.6.4 负载型K_2CO_3/Al_2O_3吸收剂粒子模型结果 | 第73-74页 |
| 3.7 钾基吸收剂再生反应机理模型 | 第74-77页 |
| 3.7.1 热分析动力学公式 | 第75页 |
| 3.7.2 再生反应机理函数 | 第75-76页 |
| 3.7.3 再生反应动力学方程模拟计算 | 第76-77页 |
| 3.8 本章小结 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-81页 |
| 第四章 钾基吸收剂小型鼓泡床吸收CO_2反应器模型 | 第81-107页 |
| 4.1 引言 | 第81页 |
| 4.2 CFD-DEM模型 | 第81-85页 |
| 4.2.1 质量和动量方程 | 第81-83页 |
| 4.2.2 能量方程 | 第83-84页 |
| 4.2.3 组份输运方程 | 第84页 |
| 4.2.4 吸收剂反应速率 | 第84-85页 |
| 4.2.5 模拟条件 | 第85页 |
| 4.3 CFD-DEM模拟结果 | 第85-89页 |
| 4.3.1 CFD-DEM模型验证 | 第85-86页 |
| 4.3.2 颗粒瞬时运动状态 | 第86-87页 |
| 4.3.3 气固两相瞬时分布 | 第87-88页 |
| 4.3.4 气固两相时均分布 | 第88-89页 |
| 4.4 鼓泡床反应器两相流动模型 | 第89-93页 |
| 4.4.1 K-L鼓泡床两相流动模型 | 第89-91页 |
| 4.4.2 K-L两相模型中化学反应源项 | 第91-93页 |
| 4.5 鼓泡床反应器两相传热模型 | 第93-98页 |
| 4.5.1 鼓泡床反应器传热模型研究进展 | 第93-94页 |
| 4.5.2 鼓泡两相传热模型建立 | 第94-98页 |
| 4.6 鼓泡床反应器K-L两相模拟结果与分析 | 第98-103页 |
| 4.6.1 K-L两相模型计算参数和步骤 | 第98-100页 |
| 4.6.2 K-L两相模拟结果与试验验证 | 第100-101页 |
| 4.6.3 鼓泡床反应器内CO_2浓度分布 | 第101-102页 |
| 4.6.4 不同操作条件对反应结果的影响 | 第102-103页 |
| 4.7 本章小结 | 第103-105页 |
| 参考文献 | 第105-107页 |
| 第五章 钾基吸收剂CO_2脱除-吸收剂循环再生综合试验系统仿真 | 第107-136页 |
| 5.1 引言 | 第107页 |
| 5.2 试验装置 | 第107-109页 |
| 5.2.1 试验系统 | 第107-108页 |
| 5.2.2 试验步骤 | 第108-109页 |
| 5.3 虚拟仿真试验系统概述 | 第109-113页 |
| 5.4 化学反应工艺建模 | 第113-115页 |
| 5.4.1 主要化工过程建模方法 | 第113-114页 |
| 5.4.2 化工过程模拟求解方法 | 第114-115页 |
| 5.5 基本守恒方程 | 第115-117页 |
| 5.5.1 质量平衡模型 | 第115-116页 |
| 5.5.2 能量平衡模型 | 第116页 |
| 5.5.3 组分平衡模型 | 第116-117页 |
| 5.6 主要设备对象数学模型 | 第117-121页 |
| 5.6.1 吸收反应器和再生反应器数学模型 | 第117页 |
| 5.6.2 流体网络数学模型 | 第117-119页 |
| 5.6.3 风机数学模型 | 第119-120页 |
| 5.6.4 阀门数学模型 | 第120-121页 |
| 5.7 仿真试验系统操作方法 | 第121-123页 |
| 5.8 仿真系统试验验证 | 第123-127页 |
| 5.8.1 碳酸化温度对CO_2脱除率的影响 | 第123-124页 |
| 5.8.2 再生温度对CO_2脱除率的影响 | 第124-125页 |
| 5.8.3 颗粒循环量对CO_2脱除率的影响 | 第125-126页 |
| 5.8.4 气体表观速度对CO_2脱除率的影响 | 第126-127页 |
| 5.9 虚拟仿真系统模拟试验 | 第127-134页 |
| 5.9.1 吸收反应器反应温度特性模拟试验 | 第127-130页 |
| 5.9.2 变气体组分模拟试验 | 第130页 |
| 5.9.3 碳酸化-循环再生模拟试验 | 第130-132页 |
| 5.9.4 吸收反应器串联运行模拟试验 | 第132-134页 |
| 5.10 本章小结 | 第134-135页 |
| 参考文献 | 第135-136页 |
| 第六章 全文总结与建议 | 第136-139页 |
| 6.1 全文总结 | 第136-137页 |
| 6.2 论文主要创新点 | 第137-138页 |
| 6.3 进一步研究建议 | 第138-139页 |
| 致谢 | 第139-140页 |
| 作者简介 | 第140-141页 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 | 第141页 |
