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华 东 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版) VoI_37NO.5
524
JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology (NaturalScience 2011_】0
文章编号 :1006—3080(2011)05—0524—08
真空变压吸附过程捕获烟道气 中CO2的数值模拟
沈春枝 , 孙玉柱, 李 平, 于建国
(华东理工大学化学工程联合 国家重点实验室,上海 200237)
摘要 :真空变压吸附(VPSA)过程的影响因素很多,且为一组复杂的非线性关系。通过计算来
了解各变量对过程分离性能的影响有着实验无法替代的作用。采用沥青基活性碳小球为吸附剂,
建立了VPsA过程及其能耗计算的模型,模拟研究了P/F、真空压力和 CO。进料浓度对VPSA过
程分离性能及其总能耗的影响。研究结果表明:P/F存在一个最佳值 ,使得 VPSA 过程 的总能耗
最小;随着真空压力的减小,产品气的纯度和回收率均增大,风机能耗减小,真空泵能耗增大,总能
耗增大;随着CO 进料浓度的增加 ,产品气的纯度和回收率均增大,相反地 ,风机、真空泵及过程总
能耗均减 小。
关键词 :真空变压吸 附过程;CO 捕获;数值模拟 ;能耗;产品纯度 ;回收率
中图分类号:TQo28 文献标志码:A
NumericalSimulation ofVacuum PressureSwingAdsorption
ProcessforCO2Capturefrom FlueGas
SHEN Chun—zhi。 SUN Yu—zhu, LIPing, YU Jian—guo
(StateKeyLaboratoryofChemicalEngineering,EastChinaUniversity0-,
ScienceandTechnology,Shanghai200237,China)
Abstract:Simulation studyofeffectsofoperating parameterson vacuum pressureswing adsorption
fVPSA)processisveryimportantsincetherearemanyinfluentialparametersonVPSA whichareofnon
linear.MathematicalmodelswerederivedtodescribeVPSA processforCO2capturefrom fluegasusing
pitch—based sphericalactivated carbon beads.EffectsofP/F,evacuation pressure and CO2feed
concentrationon theperformanceofVPSA werestudied.Thesimulation resultsshow thatthereisan
optimum P/Fresultinginminimum totalenergyconsumption (W ).Productpurity,recoveryandWcof
VPSA processincreasewiththedecreaseofvacuum pressure.W iththeincreaseofCO2feedconcentration,
bothproductpurityandrecoveryincreasewhiletheenergyconsumptionofvacuum pump,blowerandW t
decrease.
Key words: vacuum pressure swing adsorption; CO2 capture; numerical simulation; energy
consumption;productpurity;recovery
21世纪,化石燃料还将继续大量使用,由化石
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