【摘 要】
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近年来因CO2排放所导致的温室效应越来越严峻，CO2捕集回收成为国内外公认的解决途径，而寻找一种在一定温度、压力及气源浓度下低能耗的分离方法至关重要。由于传统气体分离方法
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近年来因CO2排放所导致的温室效应越来越严峻，CO2捕集回收成为国内外公认的解决途径，而寻找一种在一定温度、压力及气源浓度下低能耗的分离方法至关重要。由于传统气体分离方法存在能耗高、流程复杂等缺点，探索新型分离技术成为研究热点，其中水合物法CO2捕集技术显现出独特的优势，但同时受水合物生成速率慢及分离效率低等限制，通过研究复配添加剂对水合物法烟道气CO2捕集的强化效果，将有助于将此新技术应用于CO2减排中。本文基于自行设计及建造的气体水合物实验装置，进行了多种常见添加剂体系水合物生成实验，分析了不同种类及浓度添加剂对CO2水合物生成特性的影响，通过进行复配添加剂体系的实验研究，发现添加剂之间存在交互作用，该交互作用与单组分添加剂的浓度有关。根据实验现象及理论分析，证实添加剂的分子结构决定着添加剂对水合物生成性能的改善效果。模型方面，考虑了气体在富水相中的溶解度，并采用最小二乘法重新拟合了Langmuir吸附常数，进而建立了CO2+N2水合物相平衡模型，对于CO2+N2体系相平衡预测精度达5.2%，结合物料恒算，建立CO2+N2水合物体系闪蒸算法，并绘制了CO2+N2水合物体系T-P-x-y相图，基于该相图对比了多级分离及添加剂对水合物法烟道气CO2捕集效果的影响。最后，结合国内外研究现状建立了烟道气CO2水合物法捕集流程，验证了用Clausius-Clapeyron方程计算体系水合物分解焓的准确性，并结合HYSYS分别对TBAF及THF+SDS体系进行能耗分析。本文研究结论为烟道气CO2水合物法捕集技术的现场应用奠定了一定的基础。
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