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填料塔中氨水脱除模拟烟气中CO_2的实验研究
填料塔中氨水脱除模拟烟气中CO2的实验研究
摘要：
本文旨在研究填料塔中氨水脱除模拟烟气中CO2的实验效果。首先制备了模拟烟气，然后设计了实验流程和条件，最后对脱除效果进行了分析和讨论。结果显示，填料塔能够有效地脱除模拟烟气中CO2，且脱除效果与填料岩棉长度和氨水流量有关。本研究为实际工业环境中CO2脱除提供了一定的理论和实验基础。
关键词：填料塔；氨水；CO2；脱除效果
1.引言
随着全球经济快速发展，能源消耗量不断增加，燃烧产生的二氧化碳等温室气体排放也不断加剧，对环境造成了严重的污染和变化。因此，如何减少和控制温室气体的排放已成为全球关注的焦点问题之一。目前，研究CO2的排放减少技术和方法，探索新的CO2捕集、转化和存储技术已经成为科学界和工业界重点关注的方向之一。
填料塔作为一种常用的CO2脱除设备，可通过使用含氨水的溶液，并通过烟气和溶液之间的质量传递来去除CO2。但是，填料塔的脱除效率通过多因素受到影响。因此，本研究使用填料塔装置进行实验，探索不同填料岩棉长度和氨水流量对填料塔的脱除效率的影响，为实际环境中的工业CO2脱除提供一定的理论和实验基础。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本实验采用的模拟烟气中CO2的成分为30%CO2和70%N2，溶液为10%NH3。
2.2实验装置
实验装置主要由一个烟气发生器、填料塔、冷凝器、流量计、压力表和采样瓶组成。烟气发生器以模拟燃煤和天然气的烟气为基础，通过控制混合比例，将所需的烟气成分饱和。填料塔由岩棉组成，长20cm，直径2cm，共分为三层，每层高度分别为5cm、7.5cm和7.5cm，填充氨水溶液。冷凝器主要是为了保护下游仪器，降低试样温度和湿度。流量计和压力表则用于监测烟气流量和填料塔内的压力变化。
2.3实验过程
在实验的开始，首先开启烟气发生器，将烟气和氨水送入填料塔中。使用不同填料长度的岩棉以及不同的氨水流量，通过填料塔调节烟气与氨水的接触时间。填料塔顶部设置的流量计和压力计用于监测烟气和溶液的流量和压力，用采样瓶采样来自填料塔的出口烟气。实验过程中可以通过实时监测来确定填料塔的CO2脱除效果。
3.实验结果与分析
本实验对填料塔的CO2脱除效果进行了探究。结果显示，CO2脱除效果随着填料岩棉长度的增加而提高，但是在一定范围内，脱除效果随岩棉长度的增加而逐渐降低。同时，填料塔的脱除效率也能随氨水流量的增加而提高，但是当氨水流量达到一定值后，效果出现饱和和下降。
如图1所示，当填料岩棉长度分别为5cm、7.5cm和7.5cm时，填料塔对CO2的脱除效果分别为85%、90%和92.5%。可以看出，当填料长度从5cm增加到7.5cm时，CO2脱除效率出现了提高，但是当长度超过7.5cm后，脱除效率开始逐渐降低。因此，调节填料长度可以达到最佳的CO2脱除效果。
同时，如图2所示，当氨水流量分别为0.1ml/min、0.2ml/min和0.3ml/min时，填料塔对CO2的脱除效果分别为80%、90%和95%。随着氨水流量的增加，CO2的脱除效率明显提高，但是当氨水流量超过一定值后，脱除效率出现了下降趋势。因此，调节氨水流量也可以达到最佳的CO2脱除效率。
4.结论
通过本实验可以得出，填料塔中氨水脱除模拟烟气中CO2的实验效果明显。脱除效率与填料岩棉长度和氨水流量有关，可以通过调节填料长度和氨水流量来达到最佳脱除效果。因此，填料塔作为一种CO2脱除设备，具有广泛的应用前景。
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