论文总字数：19851字

摘 要

高压水洗是目前生物甲烷脱碳的有效途径之一，化工发展的崭新方向之一则为微型化发展。整个的微化工技术包括微反应、微分离、微热、微分析等系统，而其中的关键之一就是微通道技术。微通道具有“数增放大”，反应时间、环境安全、过程可控，较大的比表面积，传热、传质能力强，反应器总体积小、能耗低等五大优势。

本文采用微通道混合器进行加压水的脱碳性能研究。我们利用高压水泵、微混合器气体流量测定计以及相关的阀门面板和管路构建了一套可在实验室进行的脱碳装置。我们最开始以自来水作为脱碳的溶剂比较了两种不同微通道混合器的脱碳性能，结果显示手指交叉型微通道的脱碳性能明显优于倒Y型。随后，本文探究了连接管长度、气液比、操作压力以及不同水速对模拟混合气中CO₂脱除率的影响。实验结果表明：在0.25 m的连接管道中，在压力为23.0/19.0 kgf时，以12:1的气液比，进水流速为5 mL/min，可以显著提高CO₂脱除率，得到最优的脱碳效果。在优化的条件下，单位体积自来水对CO₂的吸收能力达到5.023 L/L，终止时出气的CO₂含量为4.79%，表观脱碳率达到93.65%，并且吸收溢出比为14.786。

关键词：高压水洗 微通道 沼气 脱碳

Study on decarburization performance of pressurized water in different microchannel mixers

Abstract

High pressure water washing is one of the effective ways to decarbonize methane, and one of the new directions of chemical development is miniaturization. The whole micro-chemical technology includes micro-reaction, micro-separation, micro-heat, micro-analysis, and one of the key is micro-channel technology. microchannels have five advantages: heat and mass transfer ability ," number increase and amplification ", reaction time, environmental safety, process controllable, large specific surface area, small total volume of reactor, low energy consumption and so on.

This article uses a microchannel mixer to study the decarbonization performance of pressurized water. We have built a decarburization device that can be carried out in the laboratory using high-pressure water pumps, micro-mixer gas flow meters, and related valve plates and pipes. We initially compared the decarburization performance of two different microchannel mixers, using tap water as the decarburization solvent. The results show that the decarburization performance of the finger-crossed microchannel is significantly better than the inverted Y type. Subsequently, this paper discusses the effect of the length of the connecting pipe, gas-liquid ratio, working pressure and different water flow rates on the CO2 removal rate in the simulated mixed gas. The experimental results show that in the 0.25 m connecting pipeline, under the pressure of 23.0 / 19.0 kgf, the gas-liquid ratio is 12: 1, and the inlet water flow rate is 5 mL / min, the CO2 removal rate can be significantly improved and the best Decarburization effect. Under optimized conditions, the absorption capacity of CO2 per unit volume of tap water reached 5.023 L / L, the CO2 content in the exhaust gas was 4.79%, the apparent decarbonization rate reached 93.65%, and the absorption overflow rate was 14.786.

Key Words: high-pressure washing；microchannel；methane；Decarbonization

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1 研究背景 1

1.2 常用的脱碳方法 1

1.2.1 低温（深冷）分离法 1

1.2.2 液体吸收法 2

1.2.3 膜分离法法 3

1.2.4 吸附分离法 3

1.3 微通道技术 4

1.3.1 微通道技术的优势 4

1.3.2 不同微通道混合器的脱碳性能研究 5

1.3.3 影响脱碳性能的操作因素 5

1.4 研究目的以及内容 7

第二章 实验仪器和方法 8

2.1 实验装置 8

2.2 实验仪器 8

2.3 实验方案 9

2.3.1 整体实验流程 9

2.3.2 加压水在微通道混合器中的脱碳性能研究 9

2.4 检测和评价手段 10

2.4.1 各个时间段CO₂脱除率的计算 10

2.4.2 各个时间段单位体积水对CO₂吸收量的计算 11

第三章 结果与讨论 12

3.1 不同连接线长度的影响 12

3.2 不同气液比的影响 13

3.3 不同操作压力的影响 14

3.4 不同水速的影响 15

3.5 不同微通道混合器的影响 16

第四章 结论与反思 19

4.1 结论 19

4.2 反思 20

参考文献 21

致 谢 24

第一章 文献综述

1.1 研究背景

1.1.1沼气的性质和优点

请支付后下载全文，论文总字数：19851字