探討於超重力旋轉床中添加無機鹽類對二氧化碳及氧氣吸收之影響

Effects of Inorganic Salts On Absorption of Carbon Dioxide and Oxygen in a Rotating Packed Bed

林鈺孝(Yu-Xiao Lin)

指導教授 ： 談駿嵩

國立清華大學/工學院/化學工程學系/碩士(2013年)

摘要

氧氣裂化吸收劑會增加化學吸收法之操作成本，文獻上多以Na2SO3做為氧氣抑制劑，然而，其具有需補充及清除副產物之問題。本研究以添加無機鹽類之方式，降低氧氣在吸收劑中之飽和溶解度，進而降低吸收劑之溶氧量。由於無機鹽類之添加屬於物理抑制，因此沒有補充鹽類或是去除副產物之必要。
由CO2捕獲實驗結果可知，本研究所添加的四種無機鹽類(KCl、NaCl、LiCl及LiBr)，在相同濃度下(1.5 m)因受到Salting-out Effect及Salt Effect之影響，使CO2 Capture Efficiency有0.29%-9.70%之降幅，其中以KCl影響最小。由溶氧量量測結果可知，添加1.5 m之KCl於15% PZ/15% DETA中可使吸收劑之飽和溶氧量降低32.2%。
以反應曲面法對氣體流率、溫度及KCl濃度等三個因子進行分析，結果顯示，氣體流率為影響CO2 Capture Efficiency之最顯著因子，其次為溫度及KCl濃度；而溫度為影響DO Value之最顯著因子，其次為氣體流率及KCl濃度。由Regression Model計算所得之最佳操作條件下，吸收劑DO Value較未添加鹽類之配方降低46.6%，較添加Na2SO3之配方降低10.1%。證明添加無機鹽類進行氧氣抑制具有其可行性，同時，RPB之HTU為0.02 (m)遠低於傳統填充塔之3.4 m，證明以化學吸收法搭配RPB進行CO2吸收，能有效縮減設備體積。
理論再生能耗計算之結果顯示，含鹽配方受到蒸氣壓及比熱下降之影響，在蒸發熱及顯熱部分較不含鹽配方降低5%，可視為此吸收劑配方額外之優點。

關鍵字

二氧化碳捕獲 ； 超重力旋轉床 ； 氧氣吸收 ； 無機鹽類 ； 化學吸收

並列摘要

無資料

並列關鍵字

CO2 Capture ； Rotating Packed Bed ； Oxygen Absorption ； Inorganic Salts ； Chemical Absorption

參考文獻

Luo, Y., Chu, G. W., Zou, H. K., Wang, F., Xiang, Y., Shao, L., 2012. Mass Transfer

Yu, C. H., Huang, C. H., Tan, C. S., 2012. A Review of CO2 Capture by Absorption

Tan, L. S., Shariff, A. M., Lau, K. K., Bustam, M. A., 2012. Factors Affecting CO2

Zhang, L. L., Wang , J. X., Xiang, Y., Zeng, X. F., Chen, J. F., 2011. Absorption of

Zhang, L. L., Wang , J. X., Sun, Q., Zeng, X. F., Chen, J. F., 2012. Removal of Nitric