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二氧化碳捕集工艺中换热操作的模拟与分析研究开题报告

一、研究背景及意义

随着能源消费的不断增加和气候变化的日益严重，二氧化碳排放问题已经成为全球关注的焦点。二氧化碳捕集技术作为减少二氧化碳排放的重要措施之一，在近几年得到了广泛的研究和应用。在二氧化碳捕集工艺中，换热操作是至关重要的环节之一，可以影响该工艺的效率、经济性和环保性等方面。因此，研究二氧化碳捕集工艺中的换热操作，对于提高该技术的效率和经济性，实现低碳环保发展具有重要的意义。

二、研究目标和内容

本文旨在通过模拟和分析二氧化碳捕集工艺中的换热操作，探究该环节对工艺效率和经济性的影响，研究内容包括：

1.概述二氧化碳捕集工艺及其换热原理；

2.分析换热操作对二氧化碳捕集工艺的效率、经济性和环保性的影响；

3.建立二氧化碳捕集工艺中的换热数学模型；

4.通过计算机模拟和实验验证，分析不同换热操作对工艺的影响，并找出最优方案；

5.总结研究成果，提出相应的工艺优化建议。

三、研究方法和技术路线

本文将采用理论分析、数学模型建立以及实验验证等方法，研究技术路线如下：

1.收集相关文献，了解二氧化碳捕集技术及其换热原理；

2.建立二氧化碳捕集工艺中的换热数学模型，包括传热计算模型、传质计算模型和反应动力学模型等；

3.通过计算机模拟和实验验证，对比分析不同换热操作对工艺效率、经济性和环保性的影响；

4.设计不同换热方案下的实验装置，进行实验验证，同时进行数据处理和分析；

5.总结研究成果，提出相应的工艺优化建议。

四、论文结构和进度安排

本文将分为以下几个部分：

第一章绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状和进展

1.3研究目标和内容

1.4研究方法和技术路线

第二章二氧化碳捕集工艺及其换热原理

2.1二氧化碳捕集技术

2.2换热原理及其设计要求

第三章换热数学模型建立与分析

3.1传热计算模型

3.2传质计算模型

3.3反应动力学模型

第四章计算机模拟与实验验证

4.1模拟计算分析结果

4.2实验设计及结果分析

第五章结果分析和讨论

5.1不同换热方案对工艺效率、经济性和环保性的影响分析

5.2最优换热方案的确定

第六章结论和展望

6.1研究成果总结

6.2工艺优化建议和展望

预计时间安排：

2021年3月至4月完成文献资料的收集和阅读

2021年4月至5月完成理论模型的建立

2021年6月至9月进行计算机模拟与实验验证

2021年10月至11月分析结果进行讨论和总结

2021年12月至2022年1月编辑写作论文

2022年1月至2月论文修改和答辩准备

五、参考文献

1.ClaveroM.andBoavidaD.Carboncaptureandutilization:Anexaminationofpolicydesign,stakeholderpreferences,andmarketcoordination[J].EnergyResearchSocialScience,2020,68:101579.

2.BuiMandAdjimanCS.Carboncaptureandstorage(CCS):thewayforward[J].EnergyEnvironSci,2019,12(2):342-345.

3.M?llerF,KassaeeM,andBenzingerW.Optimizationofheatexchangernetworksforpost-combustionCO2captureprocesses[J].ChemicalEngineeringScience,2020,231:115881.

4.KumarM,AroraP,andChakmaS.Pre-combustionCO2capture:Techno-economiccomparisonbetweenconventionalandcompactheatexchangerdesigns[J].AppliedThermalEngineering,2020,171:115097.