基于低溫凝華法的二氧化碳捕集技術(shù)研究.pdf

1、⑧論文作者簽名：盤銎望指導教師簽名：—一論文評閱人1：評閱人2：評閱人3：評閱人4評閱人5：答辯委員會主席：委員1：委員2：委員3：委員4委員5：方夢祥教授浙江大學姜周曙教授杭州電子科技大學丁懷況研究員高工中電十六所姜周曙教授杭州電子科技大學蔣寧副教授浙江工業(yè)大學答辯日期：浙江大學碩士學位論文摘要摘要碳捕集與封存技術(shù)(CarbonCaptureandStorage，CCS)對于減少碳排放，進而減緩全球溫室效應具有重要意義。當前對于C02

2、捕集技術(shù)的研究大多集中于吸收法和吸附法，而低溫液化分離C02則被普遍認為只適用于C02濃度較高的情況。事實上，低溫下通過凝華的方法對C02進行捕集也具有一定的優(yōu)勢。本文中首先通過對EngineeringEquationSolver(EES)計算軟件中C02熱力學性質(zhì)的研究，并對比其他學者所采用的C02熱物性計算方法，掌握了在不同溫區(qū)下C02的熱力學性質(zhì)及其計算方法?；贓ES計算軟件，計算并對比了低溫液化分離和凝華分離C02的優(yōu)劣勢以及

3、其適用性，發(fā)現(xiàn)雖然在相同C02初始濃度下液化分離所需的制冷量更少，但由于液化分離過程需要較高的壓力，引入了額外的能耗。在掌握C02的熱力學性質(zhì)的基礎之上，本文設計了基于逆布雷頓循環(huán)的低溫法碳捕集流程，計算分析了各部件工況對于系統(tǒng)能耗的影響，并對比了單壓縮單膨脹流程與單壓縮雙膨脹流程的能耗情況。發(fā)現(xiàn)與直接凝華相比，采用基于逆布雷頓循環(huán)的捕集流程能夠顯著降低制冷能耗，通過多途徑的能量回收減少了壓縮機功耗的影響，并且單壓縮雙膨脹流程比單壓縮單

4、膨脹流程更加節(jié)能。為進一步探究低溫下N2／C02二元系混合氣體中C02的凝華機理，本文設計并搭建了C02凝華可視化實驗裝置。該實驗裝置由供氣和預冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)及測量與控制系統(tǒng)等部分組成。實驗中采用冷氮氣作為冷源實現(xiàn)C02的凝華，并引入了可視化的研究手段，借助內(nèi)窺鏡對凝華過程進行實時觀測，以研究不同條件下的二氧化碳凝華特性，為C02凝華機理的數(shù)值模擬研究奠定了基礎。在初步試驗過程中，系統(tǒng)被冷卻至一定溫度之后通入C02，經(jīng)過一段時間可視流