浙大碩士論文答辯經(jīng)典ppt模板（幾乎涵蓋各種ppt制作技巧） - 圖文-

1、 位阻胺AMP溶液富集煙道氣中二氧化碳的研究答辯人:*導(dǎo)師:*內(nèi)容提要CO2處理技術(shù)研究進(jìn)展和主要研究?jī)?nèi)容1實(shí)驗(yàn)裝置及分析測(cè)試方法2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3結(jié)論與建議4地球溫度變化與冰山融化地球冰川面積變化地球表面溫度變化溫室效應(yīng)CO2Greenhousegases60%20%CH4N2O , OZONE ,etc .溫室效應(yīng)的危害溫室效應(yīng)危害溫度上升土地沙漠化冰川融化物種消失海洋風(fēng)暴增多保護(hù)好人類生存的環(huán)境,是我們共同的責(zé)任!處理好溫室效應(yīng)(溫室氣體的削減CO2資源化醫(yī)用局部麻醉劑有機(jī)合成原料食品冷凍劑焊接絕緣劑凈化滅火、人工降雨劑CO2驅(qū)油CO2綜合利用地層原油采收率可提高1015%如何有效富集C

2、O2進(jìn)一步用于CO2驅(qū)油技術(shù)是本課題的選題背景CO 2分離方法MethodsC D BE化學(xué)吸收法物理吸收法膜分離法低溫分離法AF變溫吸附法變壓吸附法火電廠鍋爐排氣中低濃度CO 2的分離回收。小規(guī)模的化學(xué)工業(yè),高CO 2分壓的煙氣。油田產(chǎn)生的氣體、脫除天然氣中的CO 2以及富集煙道氣中的油田伴生氣中CO 2的回收,CO 2含量較高的混合氣體高溫下回收CO 2實(shí)用于CO 2含量<50%、高壓的氣體回收CO 2位阻胺MEA乙醇胺:H2NH2C OHH2C空間位阻作用,使得AMP相比于其他的普通胺需要的再生熱更少再生性能更好,并且總吸收容量大。AMP2-氨基-2-甲基-1-丙醇:H2NH2CC

3、H3OHCCH321212CO R R NH R R NH COO+-+首先生成兩性離子:AMP 與CO 2反應(yīng)機(jī)理1212R R NH COO B R R NCOO BH+-+兩性離子與堿催化物脫離子反應(yīng):其中B 可以是AMP ,H 2O ,OH -1總反應(yīng)2AMP 國(guó)際主要研究進(jìn)展Saha 、Mandal 等課題組對(duì)AMP 與其有機(jī)胺的混合胺的擴(kuò)散系數(shù)以及粘度等基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)試,同時(shí),建立混合胺吸收CO 2的傳質(zhì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。Aroonwilas, Veawab 課題組研究了AMP 在填料塔中的吸收CO 2的傳質(zhì)吸收行為和腐蝕性,并且通過(guò)再生熱焓的研究,探討了AMP 的再生性能。Lee,

4、 Song 課題組的擴(kuò)散系數(shù)、粘度等基本參數(shù),以及AMP 吸收CO 2傳質(zhì)系數(shù)的模型建立。Li, Chen 課題組的密度,擴(kuò)散系數(shù)、粘度、再生熱能等基本參數(shù),以及AMP 在填料塔中吸收CO 2行為和有機(jī)胺吸收CO 2的傳質(zhì)系數(shù)模型研究。Alvarez, Navaza 課題組表面張力、粘度再生熱焓的研究。Bouhamra, Sami 課題組與其他胺混合的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)系數(shù),對(duì)的傳質(zhì)機(jī)理進(jìn)行研究。本論文組織思路初步探索基本因素對(duì)于吸收性能的影響。了解AMP 吸收性能。一、AMP 水溶液吸收CO 2基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)研究。補(bǔ)充了以雙膜模型為理論基礎(chǔ),對(duì)單純AMP 吸收CO2嚴(yán)格數(shù)學(xué)傳質(zhì)模型的研究。二、AMP 水溶

5、液吸收CO 2模型研究。對(duì)AMP 的再生性能的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行了有效補(bǔ)充。三、AMP 吸收飽和富液再生研究。內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)裝置及分析測(cè)試方法2CO 2處理技術(shù)研究進(jìn)展和主要研究?jī)?nèi)容1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3結(jié)論與建議4實(shí)驗(yàn)流程圖-吸收實(shí)驗(yàn)Fig. 1 Experimental apparatus for measurement of CO 2absorption rate 1,2 氣體罐;3,4 氣體減壓閥;5,6 轉(zhuǎn)子流量計(jì);7 緩沖瓶;8,11 三通閥;9吸收室;10 攪拌槳;12,13 皂膜流量計(jì);14,15 磁力傳動(dòng)裝置;16,17 調(diào)速電機(jī);18 轉(zhuǎn)速控制器;19 恒溫水浴;20 液體進(jìn)口;21,

6、22 液體控制閥;10242122171519162091418121378131156實(shí)驗(yàn)流程圖-再生實(shí)驗(yàn)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.吸收速率表達(dá)式:式中:N CO 2吸收速率,kmol m -2s -1;V in ,V out 進(jìn)出口流

7、量,m 3s -1;P 1CO 2分壓,kPa ;A 氣液接觸面積,m 2;R 摩爾氣體常數(shù),kJ kmol -1K -1;T 溫度,K ;采用matlab 語(yǔ)言編程,計(jì)算測(cè)定的吸收速率對(duì)時(shí)間的積分,得到CO 2吸收容量。實(shí)驗(yàn)分析方法1in out ×V V A R TP N(-檢測(cè)項(xiàng)目分析測(cè)試方法混合氣體CO 2濃度氣相色譜氣、液相攪拌速率光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x進(jìn)、出氣流量皂膜流量計(jì)胺溶液密度化學(xué)滴定法胺溶液濃度按去離子水與胺配比溫度水銀溫度計(jì)pH 值pH 計(jì)時(shí)間秒表內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3實(shí)驗(yàn)裝置及分析測(cè)試方法2CO 2處理技術(shù)研究進(jìn)展和主要研究?jī)?nèi)容1結(jié)論與建議4AMP 水溶液吸收CO

8、2實(shí)驗(yàn)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圖3-1 吸收速率隨時(shí)間

9、變化曲線(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm圖3-2 吸收容量隨時(shí)間變化曲線(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2實(shí)驗(yàn)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圖3-3 溫度與吸收速率曲線(p=1atm, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm圖3-4 不同溫度下吸收量與吸收速率曲線(p=1atm, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2實(shí)驗(yàn)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圖3-5 吸收量vs 吸收速率曲線(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2實(shí)驗(yàn)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圖3-6 吸收速率隨時(shí)間變化曲線(p=1atm, T=303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpm圖3-7 吸收容量隨時(shí)間變化曲線(p=1atm, T=

13、303K, n g =250-260rpm, n L =120-130rpmAMP 水溶液吸收CO 2動(dòng)力學(xué)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:總碳平衡:總AMP 平衡:電荷平衡: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 =-+反應(yīng)速率方程:,邊界條件如下:y=y L 處,u i =u i 0(i =1,27;y=0處,0(2,3.7i i u =*1111p u u H =模型參數(shù)的計(jì)算參考Danckwerts, Xu 等人的研究。其中,具體參數(shù)有:亨利系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)等。運(yùn)用離散法處理微分方程。將0,y L N 等分,則有:(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-=-=結(jié)合邊界條件,將微分方程轉(zhuǎn)變成代數(shù)方程組進(jìn)行計(jì)算。用

15、Newton 迭代法處理代數(shù)方程。u 1=CO 2,u 2=2RNH , u 3=3RNH +,u 4=3HCO -,u 5=OH -,u 6=23CO -, u 7=H +為方便膜里各物質(zhì)的濃度簡(jiǎn)寫反應(yīng)機(jī)理根據(jù)兩性離子機(jī)理,建立反應(yīng)方程式組。數(shù)學(xué)模型方程式建立根據(jù)碳、胺、電荷平衡以及反應(yīng)平衡建立方程組。邊界條件及參數(shù)計(jì)算從文獻(xiàn)查詢物化參數(shù),根據(jù)邊界條件進(jìn)行模型計(jì)算模型計(jì)算運(yùn)用Matlab R14編程軟件,進(jìn)行模型計(jì)算AMP 與CO 2反應(yīng)動(dòng)力學(xué)區(qū)域判定表1 液相體積和氣相轉(zhuǎn)速對(duì)吸收速率的影響持液量的改變并沒(méi)有使得吸收速率產(chǎn)生變化,液相傳質(zhì)系數(shù)的改變并沒(méi)有使得吸收速率產(chǎn)生變化,結(jié)合濃度的變化曲

16、線,根據(jù)Levenspiel 提出的判斷方法確定AMP 與CO 2反應(yīng)動(dòng)力學(xué)區(qū)域?yàn)榭焖贁M1級(jí)反應(yīng)AMP 水溶液吸收CO 2動(dòng)力學(xué)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 +圖3-8 膜內(nèi)各物質(zhì)濃度變化曲線AMP 水溶液吸收CO 2動(dòng)力學(xué)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圖3-9 實(shí)驗(yàn)值vs 模型值(C AMP =1.0 kmol m -3AMP

18、 水溶液吸收CO 2動(dòng)力學(xué)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圖3-11 文獻(xiàn)值vs 模型值A(chǔ)MP 吸收飽和富液再生研究3603703803904004108486889092949698100406080100120140160Regeneration Temperature (K

19、P r o d u c e C O 2 T i m e (m i n 圖3-12 再生溫度與再生效率、產(chǎn)氣時(shí)間曲線350360370380390400410p HRegeneration Temperature (K圖3-13 再生溫度與pH 變化曲線AMP吸收飽和富液再生研究圖3-14 吸收速率與吸收時(shí)間循環(huán)吸收曲線圖3-15 吸收容量與吸收時(shí)間循環(huán)吸收曲線AMP 吸收飽和富液再生研究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圖3-1

20、6 再生次數(shù)與再生效率曲線123456p HRepeated absorption number of timesabsorbing point regenerating point圖3-17 再生次數(shù)與pH 變化曲線AMP 吸收飽和富液再生研究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圖3-18 幾種胺再生效率對(duì)比(第一次再生( ,第二次再生( 內(nèi)容提要實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3實(shí)驗(yàn)裝置及分析測(cè)試方法2CO 2處理技術(shù)研究進(jìn)展和主要研究?jī)?nèi)容1結(jié)論與建議4環(huán)境工程碩士論文答辯 主要

21、結(jié)論 基礎(chǔ)研究 模型研究 再生研究 主要結(jié)果 1、AMP的單一溶液吸收CO2， 摩爾濃度越高，吸收速率越 快。溫度的升高也會(huì)適當(dāng)提 高吸收速率 2、吸收速率隨著CO2吸收負(fù) 荷的增加而降低。 3、幾種胺溶液吸收CO2的速 度大小在開(kāi)始階段依次為： DETA > MEA > DEA > AMP > MDEA。其中AMP的吸收容量相 當(dāng)于MEA、DEA的兩倍。 主要結(jié)果 1、AMP與CO2反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)區(qū) 域?yàn)榭焖贁M1級(jí)反應(yīng)。 2、嚴(yán)格膜模型計(jì)算值與實(shí)驗(yàn) 值較好地吻合。當(dāng)溶液中CO2 的負(fù)荷越小，模型值和實(shí)驗(yàn) 值吻合度越高。 3、膜內(nèi)各種物質(zhì)濃度的變化 曲線很好的模擬了膜內(nèi)的

22、傳 質(zhì)反應(yīng)過(guò)程。 4、文獻(xiàn)報(bào)道值驗(yàn)證模型的可 信度。 主要結(jié)果 1、根據(jù)再生所需時(shí)間、再生 溫度初步判定最佳再生溫度 為383K。 2、6次再生吸收循環(huán)實(shí)驗(yàn)， 溶液的再生效率仍然高達(dá) 94.0，整個(gè)過(guò)程吸收容量 只降低了4.4。 3、通過(guò)各種胺再生效率的比 較發(fā)現(xiàn)，AMP具有較高的再生 效率。它們?cè)偕蕪拇蟮?小依次排序?yàn)椋篈MP > MDEA > DETA > DEA > MEA。 Department of Environmental Science 8-Jun-2006 環(huán)境工程碩士論文答辯 建議與展望 建議與展望 進(jìn)一步考察CO2分 壓對(duì)于AMP吸收特 性的影響，以及 吸收溶液的腐蝕 性研究。同時(shí)， AMP對(duì)H2S和CO2競(jìng) 爭(zhēng)吸收進(jìn)行研究 ，進(jìn)一步考察其 工業(yè)應(yīng)用前景。 結(jié)合混合胺的研 究方法，找到一 種吸收速率