浙大硕士论文答辩经典ppt模板（几乎涵盖各种ppt制作技巧） - 图文-

1、 位阻胺AMP溶液富集烟道气中二氧化碳的研究答辩人:*导师:*内容提要CO2处理技术研究进展和主要研究内容1实验装置及分析测试方法2实验结果与讨论3结论与建议4地球温度变化与冰山融化地球冰川面积变化地球表面温度变化温室效应CO2Greenhousegases60%20%CH4N2O , OZONE ,etc .温室效应的危害温室效应危害温度上升土地沙漠化冰川融化物种消失海洋风暴增多保护好人类生存的环境,是我们共同的责任!处理好温室效应(温室气体的削减CO2资源化医用局部麻醉剂有机合成原料食品冷冻剂焊接绝缘剂净化灭火、人工降雨剂CO2驱油CO2综合利用地层原油采收率可提高1015%如何有效富集C

2、O2进一步用于CO2驱油技术是本课题的选题背景CO 2分离方法MethodsC D BE化学吸收法物理吸收法膜分离法低温分离法AF变温吸附法变压吸附法火电厂锅炉排气中低浓度CO 2的分离回收。小规模的化学工业,高CO 2分压的烟气。油田产生的气体、脱除天然气中的CO 2以及富集烟道气中的油田伴生气中CO 2的回收,CO 2含量较高的混合气体高温下回收CO 2实用于CO 2含量<50%、高压的气体回收CO 2位阻胺MEA乙醇胺:H2NH2C OHH2C空间位阻作用,使得AMP相比于其他的普通胺需要的再生热更少再生性能更好,并且总吸收容量大。AMP2-氨基-2-甲基-1-丙醇:H2NH2CC

3、H3OHCCH321212CO R R NH R R NH COO+-+首先生成两性离子:AMP 与CO 2反应机理1212R R NH COO B R R NCOO BH+-+两性离子与碱催化物脱离子反应:其中B 可以是AMP ,H 2O ,OH -1总反应2AMP 国际主要研究进展Saha 、Mandal 等课题组对AMP 与其有机胺的混合胺的扩散系数以及粘度等基本参数进行测试,同时,建立混合胺吸收CO 2的传质反应动力学模型。Aroonwilas, Veawab 课题组研究了AMP 在填料塔中的吸收CO 2的传质吸收行为和腐蚀性,并且通过再生热焓的研究,探讨了AMP 的再生性能。Lee,

4、 Song 课题组的扩散系数、粘度等基本参数,以及AMP 吸收CO 2传质系数的模型建立。Li, Chen 课题组的密度,扩散系数、粘度、再生热能等基本参数,以及AMP 在填料塔中吸收CO 2行为和有机胺吸收CO 2的传质系数模型研究。Alvarez, Navaza 课题组表面张力、粘度再生热焓的研究。Bouhamra, Sami 课题组与其他胺混合的传质动力学系数,对的传质机理进行研究。本论文组织思路初步探索基本因素对于吸收性能的影响。了解AMP 吸收性能。一、AMP 水溶液吸收CO 2基础实验研究。补充了以双膜模型为理论基础,对单纯AMP 吸收CO2严格数学传质模型的研究。二、AMP 水溶

5、液吸收CO 2模型研究。对AMP 的再生性能的实验研究进行了有效补充。三、AMP 吸收饱和富液再生研究。内容提要实验装置及分析测试方法2CO 2处理技术研究进展和主要研究内容1实验结果与讨论3结论与建议4实验流程图-吸收实验Fig. 1 Experimental apparatus for measurement of CO 2absorption rate 1,2 气体罐;3,4 气体减压阀;5,6 转子流量计;7 缓冲瓶;8,11 三通阀;9吸收室;10 搅拌桨;12,13 皂膜流量计;14,15 磁力传动装置;16,17 调速电机;18 转速控制器;19 恒温水浴;20 液体进口;21,

6、22 液体控制阀;10242122171519162091418121378131156实验流程图-再生实验7364215 Fig. 2 Experimental apparatus for determining CO2regeneration1. magnetic stirring apparatus with oil bath;2. flask;3. condenser tube;4. suction bottle;5. Ca(OH2; 6,7. condensation water.吸收速率表达式:式中:N CO 2吸收速率,kmol m -2s -1;V in ,V out 进出口流

7、量,m 3s -1;P 1CO 2分压,kPa ;A 气液接触面积,m 2;R 摩尔气体常数,kJ kmol -1K -1;T 温度,K ;采用matlab 语言编程,计算测定的吸收速率对时间的积分,得到CO 2吸收容量。实验分析方法1in out ×V V A R TP N(-检测项目分析测试方法混合气体CO 2浓度气相色谱气、液相搅拌速率光电转速测量仪进、出气流量皂膜流量计胺溶液密度化学滴定法胺溶液浓度按去离子水与胺配比温度水银温度计pH 值pH 计时间秒表内容提要实验结果与讨论3实验装置及分析测试方法2CO 2处理技术研究进展和主要研究内容1结论与建议4AMP 水溶液吸收CO

8、2实验研究A b s o r p t i o n R a t e 106(k m o l m -2s -1Absorption Time (min0.5 kmol m -3AMP1.0 kmol m -3AMP1.5 kmol m -3AMP2.0 kmol m -3AMP255075100125150175200225A b s o r p t i o n C a p a c i t y (m o l Absorption Time (min0.5 kmol m -3AMP1.0 kmol m -3AMP1.5 kmol m -3AMP2.0 kmol m -3AMP图3-1 吸收速率随时间

9、变化曲线(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm图3-2 吸收容量随时间变化曲线(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2实验研究102030405060A b s o r p t i o n R a t e 106(k m o l m -2s -1Absorption Time (min298K 303K 313K 323K0.0000.0020.0040.0060.0080.0100.0120.0140.1234567A b s o r p t i o

10、 n R a t e 109(k m o l s -1CO 2 absorbed (mol298K 303K 313K 323K图3-3 温度与吸收速率曲线(p=1atm, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm图3-4 不同温度下吸收量与吸收速率曲线(p=1atm, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2实验研究1234567A b s o r p t i o n R a t e 109(k m o l s -1CO 2 absorbed (mol0.5 kmol m -3AMP1.0 kmol m -3AMP1.

11、5 kmol m -3AMP2.0 kmol m -3AMP图3-5 吸收量vs 吸收速率曲线(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2实验研究05101520A b s o r p t i o n R a t e 106(k m o l m -2s -1Absorption Time (min1.0 kmol m -3DEA1.0 kmol m -3DETA1.0 kmol m -3MEA1.0 kmol m -3MDEA1.0 kmol m -3AMP050100150200A b s o r p t i o

12、 n C a p a c i t y (m o l Absorption Time (min1.0 kmol m -3AMP1.0 kmol m -3DEA1.0 kmol m -3MEA1.0 kmol m -3DETA1.0 kmol m -3MDEA050100150200A b s o r p t i o n R a t e 106(k m o l m -2s -1Absorption Time (min图3-6 吸收速率随时间变化曲线(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm图3-7 吸收容量随时间变化曲线(p=1atm, T=

13、303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2动力学模型研究121,22233,K k CO RNH H O RNH HCO +-+222,23,K k CO OH HCO -+3233,K HCO H CO -+-+423,K RNH H RNH +52,K H OH H O +-+CO 2平衡:总碳平衡:总AMP 平衡:电荷平衡:2221144660D u D u D u +=21112D u R R =+2222330D u D u +=22222337744556620D u D u D u D u D u -=+21121123

14、41k R k u u u u K =-+212211542k R k u u u K =-+反应速率方程:,边界条件如下:y=y L 处,u i =u i 0(i =1,27;y=0处,0(2,3.7i i u =*1111p u u H =模型参数的计算参考Danckwerts, Xu 等人的研究。其中,具体参数有:亨利系数、扩散系数、平衡常数、反应速率常数等。运用离散法处理微分方程。将0,y L N 等分,则有:(0,1,2.N,L j N yh y j h j =,1,(1,2.,i j i j i j N j u u u h-=-=结合边界条件,将微分方程转变成代数方程组进行计算。用

15、Newton 迭代法处理代数方程。u 1=CO 2,u 2=2RNH , u 3=3RNH +,u 4=3HCO -,u 5=OH -,u 6=23CO -, u 7=H +为方便膜里各物质的浓度简写反应机理根据两性离子机理,建立反应方程式组。数学模型方程式建立根据碳、胺、电荷平衡以及反应平衡建立方程组。边界条件及参数计算从文献查询物化参数,根据边界条件进行模型计算模型计算运用Matlab R14编程软件,进行模型计算AMP 与CO 2反应动力学区域判定表1 液相体积和气相转速对吸收速率的影响持液量的改变并没有使得吸收速率产生变化,液相传质系数的改变并没有使得吸收速率产生变化,结合浓度的变化曲

16、线,根据Levenspiel 提出的判断方法确定AMP 与CO 2反应动力学区域为快速拟1级反应AMP 水溶液吸收CO 2动力学模型研究1E-121E-111E-101E-91E-8 1E-71E-6 1E-51E-4 1E-31E-2 1E-111E11E2dimensionless distance from the interface, y/yLc o n c e n t r a t i o n (k m o l m -3CO 2H +OH -CO 32-HCO +3A MPA MPH +图3-8 膜内各物质浓度变化曲线AMP 水溶液吸收CO 2动力学模型研究23456782345678

17、P r e d i c t e d R a t e o f A b s o r p t i o n 106(k m o l m -2s -1Experimental Rate of Absorption 106(kmol m -2 s -15678910111256789101112P r e d i c t e d R a t e o f A b s o r p t i o n 106(k m o l m -2s -1Experimental Rate of Absorption 106(kmol m -2 s -1图3-9 实验值vs 模型值(C AMP =1.0 kmol m -3AMP

18、 水溶液吸收CO 2动力学模型研究012345671234567A b s o r p t i o n R a t e f r o m L i t e r a t u r e 105(k m o l m -2s -1Predicted Rate of Absorption 105(kmol m -2 s -1Mandal ,2003 Xiao ,2000 Saha ,1995图3-11 文献值vs 模型值AMP 吸收饱和富液再生研究3603703803904004108486889092949698100406080100120140160Regeneration Temperature (K

19、P r o d u c e C O 2 T i m e (m i n 图3-12 再生温度与再生效率、产气时间曲线350360370380390400410p HRegeneration Temperature (K图3-13 再生温度与pH 变化曲线AMP吸收饱和富液再生研究图3-14 吸收速率与吸收时间循环吸收曲线图3-15 吸收容量与吸收时间循环吸收曲线AMP 吸收饱和富液再生研究12345707580859095100R e g e n e r a t i o n E f f i c i e n c y (%Repeated Regeration Number of Times图3-1

20、6 再生次数与再生效率曲线123456p HRepeated absorption number of timesabsorbing point regenerating point图3-17 再生次数与pH 变化曲线AMP 吸收饱和富液再生研究AMP MEA DEA DETA MDEA20406080100R e g e n e r a t i o n E f f i c i e n c y (%Amine图3-18 几种胺再生效率对比(第一次再生( ,第二次再生( 内容提要实验结果与讨论3实验装置及分析测试方法2CO 2处理技术研究进展和主要研究内容1结论与建议4环境工程硕士论文答辩 主要

21、结论 基础研究 模型研究 再生研究 主要结果 1、AMP的单一溶液吸收CO2， 摩尔浓度越高，吸收速率越 快。温度的升高也会适当提 高吸收速率 2、吸收速率随着CO2吸收负 荷的增加而降低。 3、几种胺溶液吸收CO2的速 度大小在开始阶段依次为： DETA > MEA > DEA > AMP > MDEA。其中AMP的吸收容量相 当于MEA、DEA的两倍。 主要结果 1、AMP与CO2反应的动力学区 域为快速拟1级反应。 2、严格膜模型计算值与实验 值较好地吻合。当溶液中CO2 的负荷越小，模型值和实验 值吻合度越高。 3、膜内各种物质浓度的变化 曲线很好的模拟了膜内的

22、传 质反应过程。 4、文献报道值验证模型的可 信度。 主要结果 1、根据再生所需时间、再生 温度初步判定最佳再生温度 为383K。 2、6次再生吸收循环实验， 溶液的再生效率仍然高达 94.0，整个过程吸收容量 只降低了4.4。 3、通过各种胺再生效率的比 较发现，AMP具有较高的再生 效率。它们再生效率从大到 小依次排序为：AMP > MDEA > DETA > DEA > MEA。 Department of Environmental Science 8-Jun-2006 环境工程硕士论文答辩 建议与展望 建议与展望 进一步考察CO2分 压对于AMP吸收特 性的影响，以及 吸收溶液的腐蚀 性研究。同时， AMP对H2S和CO2竞 争吸收进行研究 ，进一步考察其 工业应用前景。 结合混合胺的研 究方法，找到一 种吸收速率