捕集机理论文-张俪安,刁永发,庄加玮,周发山,沈恒根

捕集机理论文-张俪安,刁永发,庄加玮,周发山,沈恒根

导读:本文包含了捕集机理论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:高梯度磁场,PM2.5,捕集效率,磁化率

捕集机理论文文献综述

张俪安,刁永发,庄加玮,周发山,沈恒根[1](2019)在《高梯度磁场提升单纤维捕集PM_(2.5)性能的机理》一文中研究指出以钢铁厂和有色金属行业排放的PM2.5为研究对象,基于离散相模型DPM(DiscretePhaseModel),并加入UDF自定义编程,研究高梯度磁场下不同入口风速、颗粒粒径、外磁场强度、磁性纤维磁感应强度以及磁化率对捕集效率的影响,并结合颗粒运动轨迹和受力情况对其进行分析.结果表明:当0.5μm≤dp≤2.5μm,v=0.1m/s时,利用高梯度磁场(H=0.1T,B=0.06T)可以使单纤维捕集PM2.5的效率提高为原来的4.23倍,得出磁性纤维周围存在2个引力区和2个斥力区.同时,在高梯度磁场中磁性纤维对PM2.5的捕集效率随入口风速呈先减小后趋于平稳的规律;而捕集效率随粉尘粒径呈先增大后减小的规律.当dp=1.0μm时的捕集效率提升最大,无论是外磁场强度还是磁性纤维磁感应强度,磁性纤维对颗粒的捕集效率与场强都呈一次函数关系,效率增长率KB>KH;随着颗粒磁化率的增加,磁性纤维对颗粒的捕集呈现两段线性增长规律,前后两段效率增长率K1>K2.当颗粒经过高梯度磁场区域时,入口风速、粉尘粒径、场强对运动轨迹影响较大,而磁化率对运动轨迹影响较小.(本文来源于《中国环境科学》期刊2019年07期)

艾斯微[2](2019)在《二正丁胺(DBA)/乙醇/水叁元吸收剂捕集二氧化碳传质-反应机理及热力学研究》一文中研究指出近年来,由温室效应造成的全球气候变暖已日益成为最主要的环境问题之一。二氧化碳(CO_2)作为地球大气中主要的温室气体之一,当务之急则是对其进行减排。目前,学者们广泛关注的减排技术为CO_2捕集与封存(Carbon dioxide Capture and Storage,CCS)技术。此捕集技术可分为物理吸附法、膜吸收法和化学吸收法等,化学吸收法中有机胺水溶液吸收烟道气中的CO_2是目前最为成熟的捕集技术之一。然而,水作为传统的有机胺溶液中的溶剂,具有高的蒸发焓和比热容,所以在常压加热再生过程中,需要消耗大量的能量,并且其再生性能并不理想。因此,为解决再生能耗高、再生性能差等缺点,研究者们试图利用有机溶剂替代水作为溶剂形成非水相溶剂,发现非水相溶剂能解决有机胺水溶液的缺点。但其存在粘度高、易产生固体等其他问题,从而降低CO_2在吸收剂中的传质效率,导致CO_2吸收负荷低于水相吸收剂,并且粘度较大不利于吸收剂的转运。为降低有机胺法捕集CO_2再生能耗并提高吸收剂的重复利用性,有机胺/有机溶剂/水所组成的叁元吸收剂应运而生。本文选择二正丁胺(DBA)/乙醇/水作为CO_2的吸收剂,考察了DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸特性,并通过~(13)C NMR表征,分析了DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2吸收-解吸过程的产物变化情况,从而明确物质间的交互作用以及反应机理。并利用密闭反应器考察了该体系捕集CO_2的动力学和热力学,主要研究结果如下:(1)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸特性研究表明:当乙醇/水之比为5:5时(最佳配比),该叁元吸收剂对CO_2的吸收负荷达到最大为0.82mol CO_2·mol~-11 amine,高于DBA/水(0.66 mol CO_2·mol~-11 amine)和DBA/乙醇(0.53mol CO_2·mol~-11 amine)对CO_2的吸收负荷,其最佳吸收温度为313.15 K。此外经五次的循环再生后,其再生效率仍能保持在95.5%左右,这表明DBA/乙醇/水叁元吸收剂具有良好的重复利用性,与DBA/水和DBA/乙醇溶液对CO_2的吸收-解吸特性相比,DBA/乙醇/水叁元吸收剂能够有效地提高吸收剂的吸收负荷、再生效率和重复利用性。(2)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸机理研究表明:对比DBA/乙醇和DBA/水溶液发现,该叁元吸收剂在吸收CO_2过程中,DBA首先与CO_2反应,产物为氨基甲酸酯(DBACO_2~-),但由于DBACO_2~-在溶液中不能稳定存在,易与溶液中水和乙醇分别反应生成HCO_3~-和C_2H_5OCO_2~-,直至DBACO_2~-反应完全。饱和的DBA/乙醇/水叁元吸收剂的解吸过程被证实为吸收反应的逆反应:在常压加热的条件下,溶液中的HCO_3~-和C_2H_5OCO_2~-完全解吸,释放出CO_2并有部分的HCO_3~-转化成DBACO_2~-存在于解吸溶液中,此时叁元吸收剂回到初始状态,吸收剂得以再生从而重复使用。(3)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的反应动力学和热力学研究表明:DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2主要以DBA与CO_2的化学反应为主,且此反应属于快速拟一级反应。通过Arrhenius方程及实验结果,获得了k_2与温度(T)的线性方程为k_2=5.5305?10 ~5exp(7)-1568.8 T(8),并计算出DBA/乙醇/水叁元吸收剂吸收CO_2的化学反应活化能(E_a)为13.04 kJ·mol~(-1)。而通过热力学研究可知:DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2所需的再生能耗为2.75 GJ/ton CO_2,低于30%MEA溶液(3.22 GJ/ton CO_2)捕集CO_2所需的再生能耗。(本文来源于《华侨大学》期刊2019-05-25)

王丹丹[3](2019)在《燃料源头捕集CO_2的煤气化机理及方法》一文中研究指出“富煤、缺油、少气”的资源禀赋造成了我国以煤为主的能源消费结构,在短期内难以改变。煤炭气化作为洁净煤利用的核心技术,是影响煤化工系统效率、污染物及温室气体排放的关键。如何确定反应条件,是提高气化效率的关键所在。此外,如何合理利用合成气显热,降低氧化剂制备能耗,是需要进一步探讨的问题。本学位论文从不同气化条件下化学能转化规律与不可逆损失减少机理出发,选取热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方法作为研究对象,通过热力学平衡模型与(?)分析等方法研究气化过程能量转化率提升特性;开展了煤炭蒸汽分级气化方法实验研究,并基于此气化方法进行煤基高效低碳能源系统的集成创新。在气化过程的机理分析中,本文利用热力学平衡模型对气化过程进行研究,分析了不同气化条件下的冷煤气效率与气化效率;考察了不同气化条件下的(?)效率,明确了气化过程中化学反应不可逆损失、反应物加热过程不可逆损失与热(?)排放不可逆损失分布;并进一步建立了气化过程相对于纯氧气化的(?)收益与各类不可逆损失减少的关联关系。结果显示,考虑了氧化剂制备能耗后,纯水气化与CO2气化能量转化效率明显优于其他气化方式,气化效率能够达到82%;降低O2/C02含量能够有效降低氧化剂制备不可逆损失,纯水气化的氧化剂制备不可逆损失减小收益能够达到20%,合成气(?)收益能够达到35%。从选择合理气化条件以及合成气显热利用途径的角度出发,本文提出了热化学回热型煤炭水蒸气分级气化方式,此方法完全采用蒸汽作为气化剂,并通过热化学回热过程将合成气显热通过气化剂重新带入气化过程,实现了显热物理能向合成气化学能的转化。利用Aspen Plus建立了热化学回热型水蒸气分级气化方法与参比方法的热力学模型,结果显示,热化学回热型水蒸气分级气化方法在提高煤炭利用效率方面具有显着优势,其冷煤气效率与(?)效率分别可达到91.1%和85.5%。(?)平衡分析结果显示,相比于水煤浆气化方法,热化学回热蒸汽气化方法避免了空分能耗,使得制氧单元的(?)损降低了3.5个百分点;热化学回热能够有效降低了气化过程不可逆性,气化单元(?)损降低约4个百分点。由EUD图分析可知,热化学回热蒸汽气化方法中气化过程的品位差降低以及反应吸热量的减少是其(?)损降低的主要原因。在煤炭蒸汽分级气化实验层面,搭建了煤炭炼焦过程与焦炭-H20气化过程实验平台,具体阐述了煤炭炼焦的机理与模型,并基于立式管式炼焦实验平台,制取褐煤、长焰煤、气煤和瘦煤的炼焦产品,并分析炼焦过程的热力学特性(炼焦产品成分、焦炭成焦率等);阐述了焦炭气化过程的反应机理与模型,并通过固定床反应器实验平台进行实验,验证了关键反应过程特征。综合炼焦结果与焦炭-蒸汽气化实验,焦炭蒸汽气化单元焦炭的碳转化率约为98.6%,根据实验结果所得新气化方法冷煤气效率达到86.5%。所得热化学回热型气化方式的冷煤气效率的结果在一定程度上低于模拟结果,但其相比传统气化仍具有一定提升。在系统集成创新层面,围绕热化学回热型分级气化方法开展动力化工等能源系统的集成研究,建立了基于新气化方法的整体煤气化联合循环发电系统,结果显示新型发电系统制取的合成气H2/CO高达为1.2,冷煤气效率较传统IGCC系统提升了 8.2个百分点,整体发电效率提升了4.1个百分点;将新型发电系统与碳捕集系统进行集成,当CO2捕集率约为50%时,新型发电系统效率降至42.4%,与无碳捕集的传统IGCC系统发电效率相当;进一步的,利用热化学回热煤炭水蒸气分级气化冷煤气效率高、合成气碳氢较大的特点,将其应用于直接甲烷化技术,并对此种新型煤制天然气化工系统进行分析研究。结果表明,相比于传统煤制天然气系统,新型煤制天然气系统中SNG产品能耗由84 GJ/t降低到60.5 GJ/t,SNG能量转化效率由61.3%提升至71.7%,全厂热效率将从64.1%提高到73.1%。此外,新系统的CO2分离单位能耗由15.3 kJ/mol下降到11.7 kJ/mol,在实现煤炭高效利用的同时完成了CO2的低能耗捕集。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所)》期刊2019-05-01)

马晓彤[4](2019)在《高效钙铝碳载体循环捕集CO_2性能及其反应机理的密度泛函理论研究》一文中研究指出CO2捕集、利用与封存技术是大规模减少温室气体排放的可行方法。钙基碳载体循环煅烧/碳酸化技术(钙循环)是目前具有可行性的大规模捕集CO2技术之一,适用于燃煤发电过程和煤/生物质气化制氢过程。由于高温烧结造成的钙基碳载体捕集CO2活性衰减问题制约该技术发展的问题之一。本文以电石渣作为主要原料,铝类材料作为支撑体,合成制备了多类型高活性钙铝碳载体用于钙循环捕集CO2技术中,基于宏观实验、微观分析和密度泛函理论模拟方法,研究高活性钙铝碳载体循环捕集CO2规律,揭示反应机理,为燃煤电站/制氢站利用钙铝碳载体实现高效捕集CO2提供理论指导。以生物柴油副产物作为造孔剂,采用燃烧合成法将电石渣和高铝水泥制备成多孔钙铝载碳体。研究了制备条件、CO2捕集条件对钙铝碳载体CO2捕集特性的影响规律,探究苛刻煅烧条件下钙铝碳载体的循环捕集CO2特性,分析其煅烧/碳酸化反应动力学特性,揭示了生物柴油副产物的燃烧造孔机制。当高铝水泥添加量为5%时,钙铝碳载体的CO2捕集性能最高,在苛刻煅烧条件下,钙铝碳载体30次循环后CO2吸收量为0.27g/g,分别为电石渣和石灰石的1.7倍和2.6倍。高铝水泥和电石渣高温下通过固相反应生成的Ca12Al14O33具有良好抗烧结和支撑作用。因此在燃烧造孔和Ca12Al14O33支撑的共同作用下钙铝载碳体具有较高循环捕集CO2性能。提出以电石渣和高铝水泥为原料,利用葡萄糖水热碳化形成的微米碳球作为模板,一步合成具有尺寸和微观结构可控的中空微米球型钙铝碳载体新工艺。为了克服不可溶钙铝源造成的中空微米球型钙铝碳载体中CaO与支撑体不均匀的问题,采用可溶性钙铝源代替电石渣和高铝水泥合成了钙、铝均匀分布的中空微米球型碳载体,进一步提高了钙铝碳载体的循环捕集CO2性能。研究了制备条件以及反应条件对中空微米球型钙铝碳载体捕集CO2性能的影响,阐明了多类钙源和铝源固相反应对支撑体Ca12Al14O33生成的影响机制。Al2O3添加量为5%时中空微米球型钙铝碳载体取得最优的循环捕集CO2性能,在苛刻煅烧条件下10次循环后CO2捕集性能比电石渣高80.9%。中空微米球型钙铝碳载体的特殊结构降低了 CO2的扩散阻力,提高了 CO2捕集性能和反应速率。与电石渣相比,采用中空微米球型钙铝碳载体大幅度降低了捕集单位CO2煅烧炉所需能耗,节约了能源。为了降低人工制备模板的成本,提出纸纤维作为生物模板,以乙酸处理电石渣、硝酸铝为原料,通过浸渍把钙和铝均匀负载在模板上,合成具有中空微米管状结构的钙铝碳载体。研究了多种反应条件对中空微米管状钙铝碳载体循环捕集CO2特性的作用规律,分析了中空微米管状钙铝碳载体的结构演变特性,揭示了中空微米管状钙铝碳载体的CO2捕集机理。中空微米管状钙铝碳载体的高CO2捕集性能得益于其特殊微观结构提供了更多CO2反应位和Ca12Al14033的良好支撑作用。10次循环后,中空微米管状钙铝碳载体在扩散控制阶段的反应速率常数高于电石渣的3倍以上,为中空微米球型钙铝碳载体的2倍。Al203含量为7.5%的中空微米管状钙铝碳载体在苛刻煅烧条件下30次循环后的CO2吸收量为0.33g/g,分别比相同条件下中空微米球型钙铝碳载体和电石渣高16%和11 2%。采用密度泛函理论从微观原子层面揭示钙铝碳载体中Ca12All4033对CaO抗烧结性能的影响机理,系统分析了 CaO、Ca12Al14033的晶胞结构与表面性质、CaO与Ca12Al14033间的成键规律、吸附能及电子结构。从原子层面揭示了碳酸化气氛中水蒸气存在对钙铝碳载体吸附CO2的影响机理。模拟计算表明,Ca12Al14033减缓CaO的高温烧结的原因在于Ca12Al14033中的Al活性位与CaO之间存在较强相互作用,有效牵制了 CaO的移动、抑制了 CaO结构形变。CaO对CO2和H2O的吸附均为化学吸附,且CaO对CO2的吸附强于H2O。H2O使得CaO中临位O被活化,邻位O原子在Fermi能级附近的电子数增加,有利于CO2吸附,Ca12Al14033与H2O的共同作用促进了 CaO对CO2的吸附,有利于钙铝碳载体捕集CO2。(本文来源于《山东大学》期刊2019-03-28)

关智杰,郭艳平,区雪连,周思宇,孙水裕[5](2019)在《臭氧预破络-重金属捕集耦合体系高效去除废水中络合态镍的机理研究》一文中研究指出电镀废水处理厂化学镀镍废水经常规物化处理后,仍存在低浓度、高稳态的重金属污染物,导致后续出现难处理、难生化、难达标排放的普遍技术问题.本文提出一种新型高效的臭氧预氧化破络-重金属捕集螯合深度处理技术体系,即臭氧-重金属捕集剂(O_3-SN-9)耦合体系.通过单因素静态实验,重点考察了臭氧(O_3)氧化初始pH值、氧化时间、臭氧载气流量、重金属捕集剂(SN-9)投加量等对出水总镍(Ni)去除率的影响,并探讨了臭氧氧化破络络合态Ni的途径及SN-9捕集重金属Ni的机理.结果表明,在化学镀镍废水初始总Ni浓度为2.76 mg·L~(-1),臭氧预氧化初始pH值范围为7.0~11.0,反应时间为40 min,载气流量为3 L·min~(-1),SN-9投加量为40 mg·L~(-1)的条件下,处理后出水总Ni浓度稳定低于0.1 mg·L~(-1),可达到《电镀水污染物排放标准》(DB44/1597—2015)水污染物特别排放限值中总Ni的排放限值要求.液相色谱-质谱(LC-MS)、叔丁醇(Tert-Butyl Alcohol,TBA)捕获羟基自由基(·OH)实验和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明,在臭氧预氧化破络与螯合捕集Ni前后协同耦合的高效体系中,前端臭氧氧化以间接氧化为主,直接氧化为辅;氧化进程可控制为部分氧化破络,将高稳态镍络合物氧化成易失稳的小分子Ni络合物及部分离子态Ni;后续SN-9高效螯合捕集Ni的主要官能团为巯基官能团(—SH),可从低分子易失稳的Ni络合物上竞争夺取Ni离子,或直接与游离态Ni(II)反应,形成稳定的四边形配位螯合沉淀物,从而达到去除Ni的目的.(本文来源于《环境科学学报》期刊2019年06期)

赵思琪[6](2018)在《磷石膏分解渣捕集二氧化碳矿化及过程机理研究》一文中研究指出磷石膏是湿法冶炼磷酸产生的工业废弃物,主要成分为CaSO_4·2H_2O,有较好的热稳定性,并伴有一定的酸性和轻微腐蚀性。经统计,平均每生产1吨磷肥约产生5吨磷石膏,磷石膏堆放量仍呈每年增长的趋势。目前针对磷石膏的处理包括:制硫酸联产水泥,生产化工原料(氯化钙、硫酸铵、硫酸钾、硫酸钠、硫脲、磷酸氢钠、羟基磷灰石纳米颗粒等),用作土壤改良剂,生产建筑材料,净化重金属污染水体等。CO_2气体全球性的排放持续增长,人为产生的温室气体是全球气候变暖的主要原因。工业化进程的加快、化石燃料的过度燃烧、森林植被的过度砍伐以及现代农业的快速发展使得CO_2排放量与日俱增。温室气体CO_2的过度排放致使海平面上升、冰川消融淡水资源减少,并引发极端气候的产生,严重影响人类健康,导致全球生态系统被破坏。据统计,到2050年,若使全球气温较2000年平均降低2.0-2.4°C,全球生态系统将需减少50%-80%的碳排放量。因此,开发合理和科学的CO_2减排技术刻不容缓。近年来,CO_2捕集技术日新月异,得到了很大程度的改善和创新。钙基吸收剂法是当前针对CO_2气体捕集应用较为广泛的技术之一。其原理是利用含有钙基的吸收剂在一定条件下进行碳酸化反应以达到吸收CO_2的目的。钙基吸收剂吸收容量高、吸收效果好、耐高温且钙源在自然界分布广泛。CaS作为磷石膏分解渣的主要成分,有良好的CO_2捕集效率。本文提出磷石膏分解产物作钙基吸收剂,用“以废制废”的思路同时解决废渣和废气,开展相关实验并对反应过程机理进行研究,为CO_2捕集和磷石膏资源化利用提出了新的解决方法。(1)进行Factsage 7.1模拟和计算以及磷石膏TGA相关实验,得出磷石膏、褐煤高温热分解最佳混合摩尔比为4:1、最佳分解温度为1100°C、最佳保温时间为60分钟等,以确保磷石膏褐煤充分反应生成以CaS为主要成分的分解渣。同时,将以上数据应用于管式炉中进行验证实验。研究表明,在该分解条件下得到的CaS纯度可达98.47%。(2)通过Factsage 7.1模拟磷石膏分解渣捕集CO_2实验相关热力学参数,并通过气—液—固叁相图分析确定分解渣在捕集CO_2时的热力学参数。捕集温度为25°C,捕集压力为1atm等,并在相关反应器中进行以上研究以确定捕集最佳液固比、反应时间、压力、温度等参数和捕集效率之间的关系。研究表明,液固比越低,分解产物对二氧化碳捕集效果越好;随着反应时间的增加,捕集效率迅速增加直至饱和,最佳捕集时间为24min;反应温度越高,越不利于二氧化碳捕集;增大压力对二氧化碳捕集影响效果不大。(3)捕集实验中产生的硫化氢有毒有害,属易燃危险化学品,将本过程产生的硫化氢气体再次返回到管式炉中用作磷石膏热分解时的还原剂。研究表明,硫化氢气体在一定程度上降低了热分解过程的吉布斯自由能,并可以在反应过程中加快其反应速率,一定程度上缩短反应时间。该过程不仅解决了废气排放对人体和环境的危害,同时实现了硫化氢气体的循环。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2018-05-01)

位亚南[7](2018)在《固态离子液体捕集CO_2、CH_4溶解度实验与微观机理研究》一文中研究指出作为一种重要的化工原料和清洁燃料,提纯废弃矿井中的低浓度瓦斯,更有利于CH4在化工、能源等多行业的高效应用。低浓度瓦斯中若含有较多CO2,不仅降低瓦斯燃烧热值,而且易对瓦斯运输管道产生腐蚀,因此捕集分离CO2和CH4是实现低浓度瓦斯安全高效提浓和利用的关键技术之一。近些年,有关离子液体在气体吸收分离方面的研究大都聚焦于液态室温离子液体,但考虑到液态离子液体存在黏度高、解吸能耗高的缺陷,固态离子液体因其吸收/解吸速率快、能耗低等特点,在捕集分离气体的应用正成为新的研究趋势。而且,固态离子液体在促进水合物法捕集分离气体方面具有较高应用潜力。因此有必要对固态离子液体吸收气体过程进行实验研究,并揭示该过程的微观机理。本文以十六种固态离子液体为例,利用热分析研究了固态离子液体的熔点、过冷温度及分解温度;应用石英晶体微天平实验平台测定了 CO2、CH4在十六种固态离子液体中的溶解度,分析了 CO2/CH4的溶解选择性;应用Materials Studio软件的Dmo13模块对单独的离子液体体系、离子液体-CO2复合体系进行了量子化学计算,基于体系前线轨道分布和Fukui指数,分析各离子液体与CO2反应活性大小及活性位点。首先,利用热重分析仪对十六种固态离子液体进行热分析,实验结果表明:固态季鏻类离子液体熔点相对高于其他类离子液体,其中[P2444][PF6]、[P4444][PF6]、[P6 4 4 4][PF6]熔点均较高,在140℃以上;固态季胺类离子液体熔点均高于70℃,其中[N44 4 4][PF6]的熔点高达251.5℃;咪唑类和其它的几种离子液体熔点均在50~90℃之间。实验所测十六种固态离子液体的分解温度均在360℃以上,说明这些离子液体的热稳定性均较高。然后,利用石英晶体微天平对CO2和CH4在固态离子液体中的溶解度进行实验研究,结果表明:CO2在离子液体中的溶解度均高于CH4,其中CO2在[C12mim][PF6]中溶解度最高,达 1.56(mol/mol,4MPa);CH4在[N2 22 2][PF6]、[N4444][PF6]中溶解度相对较高,分别为0.25、0.34(mol/mol,4MPa)。CO2/CH4的溶解选择性在不同种类的离子液体中呈现出较大的差别,且随着压力的升高并未出现规律性的增长。总体来看,季鏻类固态离子液体的CO2/CH4理想选择性明显高于季胺类固态离子液体,固态咪唑类离子液体[C12mim][PF6]中的CO2/CH4的理想选择性最高,达50.98(3MPa)。另外,本文以季膦类离子液体为例,对[P2 444][PF6]、[P4444][PF6]、[P6444][PF6]单体系以及离子液体-CO2混合体系进行了量子化学计算,根据前线轨道分析发现离子液体单体系能隙规律如下[P2 4 4 4][PF6]<[P6 4 4 4][PF6]<[P44 4 4][PF6],[P44 44][PF6]稳定性最好,活性最差;BSSE校正结合能后[P4444][PF6]-CO2混合体系结合能最小,[P4 4 4 4][PF6]与CO2反应活性最差,与实验所测得CO2在[P4 4 4 4][PF6]溶解度最小规律一致;[P2 4 4 4][PF6]与[P6 4 4 4][PF6]的结合能大小与溶解度实验规律并不一致,因为溶解度大小不仅与相互作用力有关,还与溶剂自由体积相关;单体系及混合体系Fukui指数表明阳离子上的P原子和阴离子上的F原子最易形成活性位点。(本文来源于《河南理工大学》期刊2018-04-01)

尹聪慧[8](2017)在《碳捕集与封存技术创新合作机理及路径研究》一文中研究指出在当前全球气候变化风险加剧,中国和许多国家饱受雾霾问题困扰的背景下,碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,CCS)技术作为应对气候变化的重要手段受到世界各国的高度关注。然而,CCS技术在发展过程中还面临着技术、法律、经济等多方面的挑战,寻求经济可行的科技手段和创新合作的有效路径成为各国发展CCS技术的工作重点以及国际社会谋求合作的共同声音。目前,中国已在大力发展CCS技术并积极推进在CCS领域的技术创新合作。在这一背景下,本文综合运用技术创新理论、合作创新理论、知识共享理论等理论成果,采用社会网络研究、比较研究、规范研究与实证研究相结合、案例研究等方法,对CCS领域的技术创新合作机理进行了研究,取得了以下研究成果:(1)分别构建了全球和中国CCS领域的技术创新合作网络,通过对网络指标的测量来观测网络特征,识别关键技术持有者并挖掘国内外重要CCS组织之间合作关系。研究发现在全球范围内,整体合作关系并不广泛,合作强度不平衡,日本企业拥有较多的合作关系;在中国范围内,绝大多数中国CCS机构采取独立研发的方式,处于偶然合作的点式共生阶段。中国科学院与中国石油化工集团在中国CCS领域具有很高的地位,占据关键位置,拥有一定的合作关系。(2)通过SHII和SHAI技术国际化指标测量CCS技术研发的国际合作路径,并通过合作率指标测量CCS技术应用的国际合作路径。发现在CCS领域,研发合作路径具有多维性,欧美CCS组织常采用的跨国合作研发和他国研发的路径,日本企业多走独立研发之路。多数组织存在技术应用层面的合作,但是合作多限于本国之内。中国在技术研发和技术应用两个层面均无跨国合作专利,目前的技术国际化程度很低。通过挖掘中国主要CCS组织的技术关联网络,发现中国石油化工集团与国外技术领先CCS企业存在的潜在技术合作机会较多。(3)通过对跨国CCS技术创新合作模式的研究发现,现有组织的跨国合作模式呈现出多样化特征。基于合作方式的不同,发现存在跨国研发合作模式,他国研发合作模式和共同拥有模式。基于合作对象的数量和分布不同,发现存在单国合作模式和全球分散合作模式。同时发现,组织开展CCS技术国际合作的模式各不相同,在一定程度上受到母国优势、邻近性因素以及各国CCS发展政策的影响。(4)在专利池适用性分析框架下对专利池模式在CCS领域的适用性进行分析,发现目前在中国CCS领域,关键主体要素推动专利池组建,组建专利池的客体要素趋近成熟。从许可交易、市场的不确定性和专利纠纷叁个交易属性分析,发现CCS技术领域具有专利拥有者之间相互依赖程度高,技术许可需求量大;当前技术市场的不确定性较大;以及潜在的专利纠纷数量较多的特点,且专利池的多维聚合效应能够顺应CCS技术发展特征。因此,认为组建中国CCS专利池适逢其时,并提出了构建策略和建议。(5)将SECI知识创造理论模型与欧洲CCS知识共享平台的实践经验相结合,构建了一个包含叁个层次的知识共享模式,这叁个层次包括中国CCS组织间的知识共享,跨国CCS知识共享以及与CCS相关机构和社会公众的知识共享,并提出了具体的运作策略和建议。这一模式既顺应了中国当前CCS发展现状,又预期能够解决CCS技术合作中遇到的困难和挑战,不仅适用于中国,未来也能够向其他国家的CCS技术合作网络进行推广。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-07-01)

李凯敏[9](2017)在《固废源SiO_2基固态胺材料用于CO_2捕集技术及机理研究》一文中研究指出我国以粉煤灰、煤矸石、高炉铁渣、多晶硅产业废物SiCl_4为代表的含硅工业固体废弃物的产生量巨大,综合利用率低,造成严重的环境污染,也导致了资源的浪费。开展含硅工业固体废弃物的高端资源化,符合国家的产业发展政策,也是实现含硅工业固体废弃物减量化的重要途径。本论文探索利用含硅工业固体废弃物源SiO_2改性制备固态胺CO_2吸附材料,并将其用于模拟烟气条件下CO_2捕集性能的测试研究,取得的主要研究成果如下:无定型纳米SiO_2是制备固态胺材料的优良基体,其孔隙结构中介于2~40 nm的孔道对有机胺的负载过程起到关键作用;采用湿浸渍法制备固态胺材料的过程中,聚乙烯亚胺(PEI)的负载量、吸附温度、CO_2分压、PEI的分子结构以及分子量均会对材料的吸附性能造成影响;在负载质量分数60%的1200 Da的分枝状聚乙烯亚胺(BPEI)的条件下,在105~o C、100%CO_2或15%CO_2下材料的吸附容量分别达到180 mg·g~(-1)或114 mg·g~(-1),同时1200 Da的BPEI也能够使固态胺材料获得良好的热稳定性,因此是一种用于制备固态胺材料的理想的有机胺。固态胺材料的失活原因可分为物理性失活和化学性失活,化学性失活源自于固态胺材料与CO_2之间尿素链的形成;物理性失活,源自于有机胺的损失和尿素链的形成阻碍了活性胺基位点吸附CO_2;温度会显着地影响尿素链形成过程中的化学动力学,在95~o C、115~o C和121~o C叁个温度点,尿素链的形成速率会出现明显的增加,特别是121~o C是尿素链形成的关键温度转折点;此外,温度也会影响尿素链产物的结构特征。烟气中的水蒸气可以抑制尿素链的形成,但时也潜在地加剧固态胺材料中PEI分子的析出;10%的O_2对BPEI具有明显的氧化作用,而对于线性分子的聚乙烯亚胺(LPEI)则无氧化作用;200 ppm的NO对PEI无任何毒害作用,而200 ppm的NO_2则会对PEI造成严重的毒害,但是10 ppm的NO_2对PEI的毒害作用则极为显着的降低;200 ppm的SO_2对PEI会造成极其严重的毒害,即使浓度降低到10 ppm,其毒害作用依旧十分严重,因此如何抑制SO_2的毒害作用成为了解决固态胺材料工程应用的关键问题。(本文来源于《清华大学》期刊2017-06-01)

崔晋珲[10](2017)在《微粒捕集器微波加热再生影响机理辨析及其场协同研究》一文中研究指出在汽车市场,柴油机具有热效率高、耐久性好、可靠性高等特点,但同时柴油机的碳烟微粒尾气排放污染已严重地危害了环境以及人类身体健康。单纯依靠改进发动机燃烧而改善机内净化技术,已经难以满足逐年严格的排放要求。目前柴油机微粒捕集器(DPF)已成为降低柴油机微粒排放的必备装置,而过滤体的再生技术是DPF技术的关键。热再生技术与众多过滤体再生方法相比具有诸多优点,如加热迅速、均匀,热耐久性好,温度控制精确等。过滤体再生时的传热特性将直接影响过滤体在生时的安全性能,因此针对过滤体再生时的传热性能进行研究,具有重要的科学意义和应用价值。为此,论文以国家自然科学基金项目“微粒捕集器过滤体复合再生与多场协同机理及优化研究[51176045]”和国家自然科学基金项目“Pd/石墨烯催化型旋转式微粒捕集器过滤体分区微波加热再生与热-电-化-力学耦合协同优化研究[51676066]”为依托,采用数值仿真、多场协同和实验验证相结合的研究方法,对排气流量对微粒捕集器微波加热再生过程传热性能的影响以及速度矢量与温度梯度的协同机理等进行了辨析,论文的主要创新点与研究内容如下:(1)根据微粒捕集器微波加热再生特性的研究,建立了 DPF微波加热再生数学模型,对微粒捕集器进行了热再生仿真,得出了不同排气流量下的DPF微波加热再生过程过滤体传热特性规律。(2)分析关键几何结构参数(导热系数λ、与孔隙率P)与再生气体条件参数(加热最高温度Tmax、来流氧含量),对DPF传热性能的影响。进而综合分析温度梯度的分布变化规律,为降低DPF内部温度梯度极值和保证DPF的高效能比提供理论依据。(3)采用多场协同方法对微粒捕集器微波加热再生进行多场协同分析,研究不同排气流量下载体中温度梯度与速度矢量的协同作用,得出了对微波再生中温度场与速度场协同度最好的最佳流量区域。(本文来源于《湖南大学》期刊2017-04-20)

捕集机理论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

近年来,由温室效应造成的全球气候变暖已日益成为最主要的环境问题之一。二氧化碳(CO_2)作为地球大气中主要的温室气体之一,当务之急则是对其进行减排。目前,学者们广泛关注的减排技术为CO_2捕集与封存(Carbon dioxide Capture and Storage,CCS)技术。此捕集技术可分为物理吸附法、膜吸收法和化学吸收法等,化学吸收法中有机胺水溶液吸收烟道气中的CO_2是目前最为成熟的捕集技术之一。然而,水作为传统的有机胺溶液中的溶剂,具有高的蒸发焓和比热容,所以在常压加热再生过程中,需要消耗大量的能量,并且其再生性能并不理想。因此,为解决再生能耗高、再生性能差等缺点,研究者们试图利用有机溶剂替代水作为溶剂形成非水相溶剂,发现非水相溶剂能解决有机胺水溶液的缺点。但其存在粘度高、易产生固体等其他问题,从而降低CO_2在吸收剂中的传质效率,导致CO_2吸收负荷低于水相吸收剂,并且粘度较大不利于吸收剂的转运。为降低有机胺法捕集CO_2再生能耗并提高吸收剂的重复利用性,有机胺/有机溶剂/水所组成的叁元吸收剂应运而生。本文选择二正丁胺(DBA)/乙醇/水作为CO_2的吸收剂,考察了DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸特性,并通过~(13)C NMR表征,分析了DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2吸收-解吸过程的产物变化情况,从而明确物质间的交互作用以及反应机理。并利用密闭反应器考察了该体系捕集CO_2的动力学和热力学,主要研究结果如下:(1)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸特性研究表明:当乙醇/水之比为5:5时(最佳配比),该叁元吸收剂对CO_2的吸收负荷达到最大为0.82mol CO_2·mol~-11 amine,高于DBA/水(0.66 mol CO_2·mol~-11 amine)和DBA/乙醇(0.53mol CO_2·mol~-11 amine)对CO_2的吸收负荷,其最佳吸收温度为313.15 K。此外经五次的循环再生后,其再生效率仍能保持在95.5%左右,这表明DBA/乙醇/水叁元吸收剂具有良好的重复利用性,与DBA/水和DBA/乙醇溶液对CO_2的吸收-解吸特性相比,DBA/乙醇/水叁元吸收剂能够有效地提高吸收剂的吸收负荷、再生效率和重复利用性。(2)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的吸收-解吸机理研究表明:对比DBA/乙醇和DBA/水溶液发现,该叁元吸收剂在吸收CO_2过程中,DBA首先与CO_2反应,产物为氨基甲酸酯(DBACO_2~-),但由于DBACO_2~-在溶液中不能稳定存在,易与溶液中水和乙醇分别反应生成HCO_3~-和C_2H_5OCO_2~-,直至DBACO_2~-反应完全。饱和的DBA/乙醇/水叁元吸收剂的解吸过程被证实为吸收反应的逆反应:在常压加热的条件下,溶液中的HCO_3~-和C_2H_5OCO_2~-完全解吸,释放出CO_2并有部分的HCO_3~-转化成DBACO_2~-存在于解吸溶液中,此时叁元吸收剂回到初始状态,吸收剂得以再生从而重复使用。(3)DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2的反应动力学和热力学研究表明:DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2主要以DBA与CO_2的化学反应为主,且此反应属于快速拟一级反应。通过Arrhenius方程及实验结果,获得了k_2与温度(T)的线性方程为k_2=5.5305?10 ~5exp(7)-1568.8 T(8),并计算出DBA/乙醇/水叁元吸收剂吸收CO_2的化学反应活化能(E_a)为13.04 kJ·mol~(-1)。而通过热力学研究可知:DBA/乙醇/水叁元吸收剂捕集CO_2所需的再生能耗为2.75 GJ/ton CO_2,低于30%MEA溶液(3.22 GJ/ton CO_2)捕集CO_2所需的再生能耗。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

捕集机理论文参考文献

[1].张俪安,刁永发,庄加玮,周发山,沈恒根.高梯度磁场提升单纤维捕集PM_(2.5)性能的机理[J].中国环境科学.2019

[2].艾斯微.二正丁胺(DBA)/乙醇/水叁元吸收剂捕集二氧化碳传质-反应机理及热力学研究[D].华侨大学.2019

[3].王丹丹.燃料源头捕集CO_2的煤气化机理及方法[D].中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所).2019

[4].马晓彤.高效钙铝碳载体循环捕集CO_2性能及其反应机理的密度泛函理论研究[D].山东大学.2019

[5].关智杰,郭艳平,区雪连,周思宇,孙水裕.臭氧预破络-重金属捕集耦合体系高效去除废水中络合态镍的机理研究[J].环境科学学报.2019

[6].赵思琪.磷石膏分解渣捕集二氧化碳矿化及过程机理研究[D].昆明理工大学.2018

[7].位亚南.固态离子液体捕集CO_2、CH_4溶解度实验与微观机理研究[D].河南理工大学.2018

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捕集机理论文-张俪安,刁永发,庄加玮,周发山,沈恒根
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