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化学吸收法高效捕集CO2性能评估综合实验平台
本实验平台是以捕集电厂烟道气中CO2为研究背景建立的醇胺基化学吸收法捕集CO2系统,主要由吸收塔、再生塔、溶液泵以及换热系统组成。该系统可以有效实现对高效塔分离性能测试、新型溶剂性能评估和捕集系统技术经济性能评价。基于本实验系统,能够加强学生对于化工流程及化工装备的实验训练与科学研究,同时实现培养学生实践能力、独立思考能力和创新能力的目的。
A 平台功能
建立的实验平台是一套醇胺基化学吸收法捕集CO2系统,示意图如图所示,主要由吸收塔和再生塔(均为高效填料塔),溶液泵、换热系统及数据采集系统组成。
通过本实验平台,可以实现高效填料塔分离脱除CO2气体性能的测试。让学生亲身体验高效填料塔的诸多高性能优点,激发其对过程装备的设计、研究兴趣。同时,通过实验过程中对泵系统的启停过程、变负荷过程,观察变工况条件下的泵性能变化趋势,结合已掌握的流体机械原理知识,分析其变化规律,并提出最优的操作工况。
利用本实验平台,学生可以通过化工原理、工程热力学的相关知识,对新型溶剂的热物理性质进行定量的测试;同时通过反应动力学和化工原理知识,分析CO2在其中的反应动力学特征和溶解度,使学生进一步理解改进溶剂性能的理论认识,并掌握相关实验技能。
通过本实验平台,可以完成对捕集CO2系统总体性能的技术经济性评价。利用吸收塔、再生塔、泵和换热器系统,通过考虑泵功耗、换热损失和塔效率,利用热经济学相关理论和知识,激发学生对复杂化工系统总体性能评价方法的认识,并对关键参数(如单位捕集能耗等)分析。
通过本实验系统,学生切身掌握高效塔系统、热集成系统、泵优化操作的实践经验,并运用所学知识,对系统进行单元设备和系统综合分析,激发学生的创新潜力。
B 服务课程
《过程设备设计》、《单元操作》、《化工原理》、《过程流体机械》、《过程装备控制技术》、《反应动力学》、《工程热力学》、《传热学》等。
C 培养目的
本实验平台立足于过程设备设计、单元设备操作、化工原理、反应动力学、传热学、工程热力学、热能与动力工程测试技术、叶轮机械等多学科的交叉融合,以满足本科生和研究生在复杂化工系统运行测试方面的教学与科研训练要求。通过化工机械、传热、反应动力学等多学科相互交叉,以及整个实验系统的开发,将构成该专业实验室的教学科研实验基础;对各成熟的技术进行系统化集成,构建新型的高效过程装备系统,形成专业实验室的工程教学训练基础。
本实验平台将为本科生建立完善的示范实验系统,以使其获得在化工机械、动力、过程关键设备设计、换热系统集成的研究经历和训练。