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人类活动产生的大量二氧化碳(CO2)等温室气体,造成了雾霾、极端天气与全球变暖等日益严重的生态环境问题。利用醇胺为吸收剂的化学吸收法是目前捕获CO2最广泛的技术手段,但存在CO2再生能耗高的缺陷。填料塔是化学吸收法最关键的传质、传热分离设备,因此,开发新型的化学吸收剂耦合高效的填料设备是提高填料塔内CO2传质性能,降低CO2捕集能耗的有效途径。本文以提高填料塔内CO2传质为目标,主要以新型SulzerDX规整填料与新型N,N-二乙基乙醇胺(DEEA)捕获剂为研究对象。在填料塔内,研究了DX规整填料的流体力学性能及DEEA溶液吸收CO2过程的传质性能。主要研究内容如下:(1)根据CO2与碱性溶剂反应的机理,在DX规整填料塔中利用NaOH溶液做吸收剂测定DX规整填料的有效相界面积。并考察了液体流速、气体流速等操作参数对有效相界面积影响规律。实验结果表明,有效相界面积随液体流速、气体流速的增加而增加。(2)在DX规整填料塔内进行了冷模实验,建立了持液量与压降随气速变化得关联图。实验结果显示,压降沿全塔的分布呈直线关系,当液体流速较大时,压降沿全塔的分布会偏离直线,尤其在塔底时。此外,测试了使用MEA-CO2-H2O体系时DX规整填料塔内的流体力学性能。实验结果显示,MEA-CO2-H2O体系较冷模实验具有更明显的压降,且压降沿全塔的分布不再呈直线关系,压降自塔底至塔顶呈缓慢增加后迅速增大的趋势;压降和泛点气速均随CO2分压的增加而增大。最后根据Billet模型计算了停滞空隙率,研究发现停滞空隙率随液体流速的增大而增大,随气速的增加先保持不变后迅速增大的趋势,这与持液量随气速变化规律相似。基于以上规律,发现了停滞空隙率与持液量之间的定量关系。(3)在D X规整填料塔内测试了新型捕获剂D E E A吸收CO2过程的传质性能。研究表明,总体积传质系数(KGaV)随着进料温度、液体流速的增加而增加;随贫液负载、CO2分压的增大而减小;惰性气体流速对总体积传质系数(KGaV)影响不大;单位体积传质速率(Φ)随进料温度、CO2分压、惰性气体流速、液体流速的增加而增加;随贫液负载的增加而减小;脱出率随惰性气体流速的增加而减少。并基于双膜理论建立了DEEA在DX规整填料塔内总体积传质系数(KGaV)与CO2出口浓度(yout)的预测方程,实验得到的KGav、yout值与模型预测值具有一致性,绝对平均偏差(AAD)为7.9%与10.O%。