鼓泡反應(yīng)器中氫氧化鈉吸收二氧化碳的數(shù)值模擬.pdf

1、氣候變暖是全球十大環(huán)境問題之首，對于氣候變暖成因的解釋，國內(nèi)外學者大致趨于一致，IPCC的《第四次氣候變化評估報告》通過大量準確的氣候數(shù)據(jù)指出全球氣候變暖“非常有可能”由人類活動導(dǎo)致。隨著工業(yè)的快速發(fā)展，大量化石燃料燃燒導(dǎo)致了二氧化碳的增加，由此引起的溫室效應(yīng)加劇是近年來引起國際爭論的又一全球性環(huán)境污染熱門課題。因此，控制CO2排放顯得尤為重要。在現(xiàn)有的電廠煙氣脫除CO2的技術(shù)中，化學吸收法仍占有較大比例，而鼓泡反應(yīng)器作為工業(yè)反應(yīng)容器在

2、煙氣脫除CO2氣體方面也廣泛的應(yīng)用。
　　本文采用歐拉-拉格朗日方法在Fluent平臺上對鼓泡反應(yīng)器中氫氧化鈉吸收二氧化碳的吸收過程進行了數(shù)值模擬。
　　首先，考察了夾雜化學反應(yīng)、傳質(zhì)過程的鼓泡反應(yīng)器的流動特性。研究發(fā)現(xiàn)氣體的通入對液相會造成擾動，隨著流動的發(fā)展，氣泡流的上升運動發(fā)生扭曲，并伴有渦流的產(chǎn)生，渦流上下分布且方向相反。隨后，渦流在流場中向軸向和徑向兩方向進行延伸。
　　其次，考察了化學組分的分布規(guī)律。研究發(fā)

3、現(xiàn)CO2的質(zhì)量分數(shù)隨高度的升高而降低，且呈現(xiàn)反應(yīng)器中心區(qū)域低、近壁面區(qū)域高的分布。研究還發(fā)現(xiàn)NaOH溶液吸收CO2可分為兩階段反應(yīng)，第一階段是OH-迅速被消耗，CO2-3的濃度逐漸增大直至達到最大值，CO2在這個階段以較高的速率進行吸收。第二階段是CO2-3的濃度從最大值處開始下降，逐漸生成HCO-3，這一階段的吸收速率小于第一階段。
　　最后，考察了不同操作參數(shù)對脫除效率、吸收速率和總傳質(zhì)系數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)脫除效率隨煙氣CO2