新型微流化床簇反應器研制及其CO2捕集性能研究.pdf

1、CO2是室內空氣主要污染物之一，其濃度超過一定范圍對人體具有毒害作用，去除CO2是室內空氣凈化的一個新興的重要研究方向?，F代大型建筑物普遍采用中央空調設施進行通風換氣，因此研制基于中央空調系統的CO2捕集反應器，對于凈化室內空氣和推動中央空調系統發(fā)展具有重要意義。據此本文提出了微流化床簇反應器的概念，并搭建了微流化床簇反應器CO2捕集實驗平臺，通過數值模擬和實驗分別研究了反應器內的氣固流動特性和CO2捕集性能，為微流化床簇反應器的設計和

2、應用于中央空調系統提供了實驗基礎和理論依據。主要研究工作如下:
　　采用計算顆粒流體力學(CPFD)數值模擬方法，分別研究了微流化床的床體形狀、床體傾斜角度、進氣口面積和靜床高度四個主要參數對床層顆粒、氣體和壓力分布特性的影響。設計了適用于微流化床簇的特定形狀、適當進氣口面積和靜床高度的微流化床，研究了床體傾角對微流化床簇橫向和縱向延伸度的影響，為微流化床簇反應器的設計提供了基礎數據。
　　設計了微流化床簇反應器，提出了反應

3、器內微流化床的數量、微流化床的排列方式和擋板三個結構參數的優(yōu)化方法。提出了氣固流化特性優(yōu)良的正六棱柱微流化床簇反應器和結構簡單且獨特的正四棱柱微流化床簇反應器。
　　研制了微流化床簇結構沿縱向單一方向延伸的斜六棱柱微流化床簇反應器，不僅解決了反應器結構受限的問題，而且與徑向流固定床反應器、徑向流吸附器和傳統流化床反應器相比具有更低的壓降、更高的CO2捕集性能和更低的吸附劑磨損率。
　　研制了正六棱柱微流化床簇反應器，數值模擬

4、和實驗結果均表明該反應器在無擋板的情況下形成倒置固定床，相比于斜六棱柱微流化床簇反應器具有更高的CO2捕集性能。
　　研制了結構簡單且獨特的正四棱柱微流化床簇反應器，擴大了微流化床簇反應器在空間上的應用范圍。氣固流動特性和CO2捕集性能的數值模擬和實驗研究表明，與傳統流化床反應器相比，該反應器內的顆粒流化效果更好，壓降實驗值降低85％，CO2穿透吸附時間增加35％，吸附劑磨損率降低80％，很好地解決了壓降高、CO2捕集性能低和吸附