ZST31 碳捕集系统实验装置(化学吸收法 - 固体吸附法)
用于教学演示、基础实验与工程概念验证的模块化小试/中试一体化平台
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1. 项目概述
本示范试验台面向课堂教学与实验教学,集成两种典型二氧化碳(CO₂)捕集路线:
· 化学吸收法(溶液吸收-解析再生)
· 固体吸附法(多孔吸附剂-温/压/真空再生)
平台采用“公用气源与测控 + 两条可切换工艺支路”的模块化架构,支持对比演示、参数影响实验与数据处理训练。
2. 教学目标与适用场景
· 理解碳捕集基本概念:吸收/吸附、传质、再生能耗、循环稳定性。
· 掌握典型工艺流程:进气预处理→捕集单元→富集/再生→尾气达标排放。
· 训练工程化思维:物料衡算、能量衡算、关键设备选型与安全管理。
· 可开展基础实验:突破曲线、吸收/吸附等温线、循环衰减、能耗对比等。
3. 总体方案(公用部分)
公用部分为两条工艺支路提供统一的气体配比、输送与在线分析。建议配置:
· 气源与配气:CO₂、N₂(或空气)气源;质量流量控制器(MFC)实现 0–10 L/min(可按需求调整)配比;可选湿度/温度调节模块。
· 输送与安全:缓冲罐、过滤器、止回阀、泄压阀、紧急切断;关键管路耐腐蚀(吸收支路建议316L或相容材料)。
· 测控与数据采集:在线 CO₂分析(NDIR)、温度/压力/流量;PLC或工控机采集,支持实时曲线与导出。
· 尾气处理:必要时配置小型洗涤/干燥/活性炭模块,确保教学环境安全、无明显异味。
对比维度
化学吸收法
固体吸附法
核心机理
液相反应吸收,需热解析再生
固相物理/化学吸附,可压/温/真空再生
典型设备
吸收塔、再生塔、循环泵、换热器
吸附床、阀组、真空泵/加热器
优势
捕集率高、工艺成熟、适合连续大流量
装置紧凑、启停快、适合分布式/间歇源
挑战
再生能耗与溶液挥发/腐蚀管理
阀控复杂、吸附剂老化/水敏感、周期过程优化
适合教学点
传质与反应、能耗与热管理
突破曲线、周期控制、材料对比