用MEA溶液进行CO2吸收的空心纤维膜接触器3D-CFD建模
Alexandru-Constantin Bozonc1, Vlad-Cristian Sandu1, Calin-Cristian Cormos1
1Faculty of Chemistry and Chemical Engineering, Babeș-Bolyai University, Arany Janos 11, 400028 Cluj-Napoca, Romania.
Membranes
|April 26, 2024
概括
这项研究优化了使用空纤维膜接触器 (HFMC) 的二氧化碳 (CO2) 捕获. 最有效的设置涉及气体流入空洞纤维内部,外部含有水性单乙醇胺 (MEA) 溶液,增强CO2吸收.
科学领域:
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 环境科学 环境科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 膜技术为二氧化碳捕获提供灵活,低能耗的解决方案.
- 像单甲胺 (MEA) 这样的水溶液通常用于二氧化碳吸收.
研究的目的:
- 开发和验证一个3D计算流体动力学 (CFD) 模型用于空纤维膜接触器 (HFMC) 系统.
- 调查流量安排和几何参数对二氧化碳捕获效率的影响.
主要方法:
- 为HFMC系统开发了一个全面的3D-CFD模型.
- 该模型与实验数据进行了验证.
- 对操作条件和HFMC几何学进行了灵敏度分析.
主要成果:
- 当气体在空洞纤维内流动,液体在外部流动时,二氧化碳吸收效率显著提高.
- 增加膜半径增加了由于更大的质量转移面积和停留时间而增加的二氧化碳吸收.
- 最佳参数包括低孔径 (<0.2),中等厚度 (0.2毫米) 和大内纤维直径 (0.225毫米).
结论:
- 捕获二氧化碳的最佳HFMC配置涉及纤维内的气体流,低孔径,中等厚度和大内径.
- CFD建模是优化膜接触器设计和操作的宝贵工具.
- 这项研究为提高二氧化碳捕获技术效率提供了见解.
