文档摘要：针对CO2化学吸收系统中存在的高再生耗能和吸收剂长时间高温受热产生热降解的问题,提出了一种新型管式降膜再沸器.通过对降膜流动特性分析,开展了液体分布器结构优化设计研究,并且在200m3/h烟气CO2化学吸收中试平台进行了系统热工实验,以验证降膜再沸器的传热传质性能并寻找最优操作参数.通过降膜流动实验发现,优化接管开孔和分布槽孔径后的液体分布器不均匀度可显著降低至0.026.结果表明,随着管内液相流速的增加及层流与湍流状态的转变,降膜再沸器总传热系数呈先减小后增大的趋势.同时,随着蒸汽质量流量由60kg/h增加至70kg/h和80kg/h,再生率可由10％左右上升至20％左右,最高可达到24.7％,从而促进了胺溶液的二次解吸.增加蒸汽流量和胺溶液进口温度,降膜再沸器热流量逐渐增大,整体传热性能逐渐增强,总传热系数随之增加.所开发的CO2化学吸收管式降膜再沸器,实现了降低吸收剂在再沸器内停留时间,同时提升了再沸器传热效率及胺溶液CO2再生率,有望显著降低碳捕集再生热耗.
Abstract：Tosolvetheproblemsofthehighregenerationenergyconsumptionandthethermaldegradationcausedbyprolongedhigh-temperatureheatingofabsorberinCO2chemicalabsorptionsystem,anewtypeoftubularfallingfilmreboilerwasproposed.Byanalyzingtheflowcharacteristicsoffallingfilm,are-searchwasconductedonstructuraloptimizationdesignofliquiddistributors.Toverifytheheatandmasstransferperformanceofthefallingfilmreboilerandfindtheoptimaloperatingparameters,asystematicthermalexperimentwasconductedona200m3/hfluegasCO2chemicalabsorptionpilotplatform.Theex-perimentresultsoffallingfilmflowrevealthattheunevennessoftheliquiddistributorcanbesignificantlyreducedto0.026afteroptimizingthedirectopeningoftheconnectingtubeandtheapertureofthedistribu-tionslot.Resultsshowthat,withtheincreaseofliquidphaseflowvelocitywithinthetubesandthetransi-tionbetweenlaminarandturbulentflowstates,theoverallheattransfercoefficientofthefallingfilmre-boilerinitiallydecreasesandthenincreases.Concurrently,asthemassflowrateofsteamincreasingfrom60kg/hto70kg/hand80kg/h,theregenerationratecanbeincreasedfromapproximately10％toap-proximately20％,andwithapeakofupto24.7％,therebypromotingthesecondarydesorptionofthea-minesolution.Byincreasingthesteamflowrateandtheinlettemperatureoftheaminesolution,theheatfluxofthefallingfilmreboilergraduallyincreases,resultinginagradualenhancementoftheoverallheattransferperformanceandasubsequentincreaseintheoverallheattransfercoefficient.TheCO2chemicalabsorptiontube-typefallingfilmreboilerdevelopedinthisstudyhasachievedareductionintheresidencetimeoftheabsorbentwithinthereboiler,whilesimultaneouslycanimprovetheheattransferefficiencyofthereboilerandtheCO2regenerationrateoftheaminesolution.Thisisexpectedtosignificantlyreducetheheatconsumptionforcarboncapture.
作者：许利华 邓峰 吕勋 李蓝茜 王涛 方梦祥 Author：XULihua DENGFeng LüXun LILanxi WANGTao FANGMengxiang
作者单位：浙江西子新能源工程技术有限公司,杭州310009浙江大学能源清洁利用国家重点实验室,杭州310027
刊名：动力工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalOfChineseSocietyOfPowerEngineering
年，卷(期)：2024, 44(6)
分类号：TK124
关键词：降膜再沸器 液体分布器 碳捕集 传热性能 解吸性能
Keywords：fallingfilmreboiler liquiddistributor carboncapture heattransferperformance desorptionperformance
机标分类号：TQ021.1TK124O359.1
在线出版日期：2024年7月1日
基金项目：浙江省尖兵研发攻关计划资助项目CO2化学吸收系统的垂直管式降膜再沸器传热传质研究[
期刊论文] 动力工程学报--2024, 44(6)许利华 邓峰 吕勋 李蓝茜 王涛 方梦祥针对CO2化学吸收系统中存在的高再生耗能和吸收剂长时间高温受热产生热降解的问题,提出了一种新型管式降膜再沸器.通过对降膜流动特性分析,开展了液体分布器结构优化设计研究,并且在200m3/h烟气CO2化学吸收中试平台进...参考文献和引证文献
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关键词：降膜再沸器,液体分布器,碳捕集,传热性能,解吸性能,
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