超重力反应器内MEA-乙醇溶液用于沼气脱碳的优化传质模型

尹龙天;李秀金;张良;常燕青

北京化工大学化学工程学院;维尔利环保科技集团股份有限公司

摘  要：

对超重力反应器内MEA-乙醇溶液吸收沼气中高浓度CO₂的传质过程进行模型化研究。该传质过程属于伴随化学反应的高浓度气体吸收过程，在传质过程中气液流量、气液相温度会有较大的变化。在实验部分进行了MEA-乙醇溶液的CO₂吸收能力测试实验，为模型的建立提供了基础数据；进行了超重力反应器内4.92 mol·L^-1的MEA-乙醇溶液用于沼气（成分为50%CH₄、 50%CO₂）脱碳的传质实验，为检测模型可靠性提供依据。在模型部分使用双膜理论建立了超重力反应器内的传质过程和传热过程的数学模型，通过传质机理分析确定了数学模型中的模型参数，引入双曲正切函数优化了有效传质表面积的关联式。利用优化的数学模型预测传质结果，使用传质实验的实验值对预测值进行验证，发现实验值与预测值之间的误差在±15%以内。

关键词：超重力反应器;MEA-乙醇溶液;沼气脱碳;数学模型;