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低温甲醇洗流程模拟及塔内结构三维可视化设计系统研究的中期报告

中期报告

一、研究背景

随着能源需求的日益增长和环境保护意识的提高，新能源的开发和利用日益受到重视。低温甲醇洗技术是一种先进的二氧化碳捕集技术，可以将二氧化碳从燃煤电厂等大气排放源中捕集和封存。该技术的核心是使用低温甲醇溶液与燃煤电厂的烟气进行接触吸收，将二氧化碳从燃煤电厂的烟气中分离出来。因此，该技术在环保和能源开发方面具有重要意义。

在低温甲醇洗技术中，塔内结构的设计和流程参数的优化对系统的性能有着重要的影响。因此，开发一种能够模拟低温甲醇洗流程和进行塔内结构三维可视化设计的系统具有较高的实用价值。

二、研究内容

本研究的目标是开发一种能够模拟低温甲醇洗流程和进行塔内结构三维可视化设计的系统，包括以下内容：

1.建立低温甲醇洗流程的数学模型，分析洗液与烟气之间的传质、传热和反应过程，计算洗液中二氧化碳浓度、溶液温度、流量等关键参数。

2.进行洗液循环过程的能量平衡和质量平衡分析，确定合适的洗液循环率，提高二氧化碳的吸收效率。

3.根据低温甲醇洗流程模拟结果和实际应用需求，开发一种可视化的塔内结构设计系统。该系统可以在三维视图中呈现不同塔内结构的布局和元件的位置，帮助工程师更加直观地进行结构设计和优化。

4.对系统开发进行实验验证，在实际应用中测试系统的性能和可靠性。

三、已取得的进展

在项目的前期研究中，我们已经完成了以下工作：

1.建立了低温甲醇洗流程的数学模型，该模型可以计算烟气中二氧化碳浓度、洗液中二氧化碳浓度、溶液温度、洗液流量等关键参数，为系统设计提供了理论基础。

2.建立了洗液循环过程的能量平衡和质量平衡模型，分析了洗液流量对二氧化碳吸收效率的影响，确定了合适的洗液循环率，提高了系统的性能。

3.开发了塔内结构三维可视化设计系统的原型，该系统可以在三维视图中呈现不同塔内结构的布局和元件的位置，为塔内结构的设计提供更直观的支持。

四、下一步工作计划

在接下来的研究中，我们将重点开展以下工作：

1.进一步完善低温甲醇洗流程模型，考虑更多的反应机理和物理过程，提高模型的精度和可靠性。同时，我们将进行一系列模拟实验，验证模型的准确性和可行性。

2.优化洗液循环过程，探索更高效、更稳定的洗液循环率，提高二氧化碳的吸收效率。

3.进一步开发塔内结构三维可视化设计系统，加入更多的功能，包括多种视角的可视化、元件参数的编辑和调整等。

4.进行实验验证，测试系统在实际应用中的性能和可靠性，同时对系统进行优化和改进。

五、参考文献

[1]MearsCM,HannaB.MethanolscrubbingtechnologyforCO2capturefrompowerplantfluegasstreams:Prospectsandtechnicalchallenges[J].FuelProcessingTechnology,2013,106:476-482.

[2]SinghP,GuptaR,KumarR.AreviewondevelopmentofadvancedmethanolscrubbingsystemsforCO2capturefromfluegases[J].ReviewsinChemicalEngineering,2020,36(3):529-547.

[3]ZhangQ,ChenY,WuQ.Modeling,simulationandoptimizationofCO2capturefromfluegasbymethanolscrubbing[J].AppliedEnergy,2015,139:206-214.