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姓名	羅興安(Shing-Ann Luo)  查詢紙本館藏	畢業系所	化學工程與材料工程學系
論文名稱	雙塔式真空變壓吸附法濃縮二氧化碳之研究
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摘要(中)	動力工廠燃燒石化燃料所產生的二氧化碳是造成溫室效應的主因；因此，如何回收工廠所排放出來的二氧化碳將是解決二氧化碳問題的首要步驟。 本研究利用雙塔真空變壓吸附程序(VSA)來回收高純度的二氧化碳，進料為20%二氧化碳和80%氮氣的混合氣體，吸附劑採用活性碳(activated carbon)及13X沸石(13X zeolite)。藉由實驗方式探討雙塔式真空變壓吸附程序，並在不同操作變數下，討論活性碳與13X沸石對產物濃度、產物回收率的影響；結果發現：13X沸石的濃縮效果比活性碳好，產物最終濃度可達96%，而回收率也高達98%。
摘要(英)	The emission of CO2 from power plants that burn fossil fuels is the major cause for the greenhouse effect. The recovery of CO2 from flue gas is the first important step in solving CO2 problem. The dual-bed vacuum swing adsorption (VSA) process for recovering of CO2 with activated carbon and 13X zeolite as adsorbents is chosen in this study. The feed gas consists of 20% CO2 and 80% N2. The dual-bed VSA process is explored by experiments. The influence of operation parameters on the purity of product and recovery is studied respectively for activated carbon and 13X zeolite. The final purity of CO2 can reach 96% by using 13X zeolite at higher recovery (98%) than activated carbon.
關鍵字(中)	★ 活性碳 ★ 真空變壓吸附 ★ 實驗 ★ 二氧化碳 ★ 溫室效應 ★ 13X沸石	關鍵字(英)
論文目次	摘要 目錄 ………………………………………………………….Ⅰ 表目錄Ⅳ 圖目錄Ⅴ 第一章 緒論1 第二章 簡介與文獻回顧8 2.1 變壓吸附簡介8 2.1.1 吸附現象簡介8 2.1.2 吸附程序簡介9 2.1.3 變壓吸附的基本原理9 2.1.4 吸附劑的選擇15 2.1.5 吸附劑的種類18 2.1.6 變壓吸附程序的基本操作步驟19 2.2 文獻回顧22 2.2.1 PSA製程之發展與改進22 2.2.2 以PSA製程回收煙道氣中污染物的應用24 第三章 VSA濃縮二氧化碳的方法27 3.1 真空變壓吸附實驗程序27 3.2 實驗裝置、各部規格及特性29 3.3 實驗系統常數36 3.4 真空變壓吸附程序實驗步驟37 第四章 結果與討論39 4.1 活性碳與13X沸石的穩態測試40 4.2 六步驟VSA程序中活性碳與13X沸石在不同進料壓力之影響42 4.2.1活性碳及13X沸石在逆向減壓與持續減壓步驟不同檢測時間 之結果42 4.2.2活性碳及13X沸石在同向減壓步驟不同檢測時間之結果43 4.2.3活性碳及13X沸石在不同進料壓力下之結果44 4.3 六步驟VSA程序中活性碳與13X沸石在不同進料加壓與逆向 減壓時間之影響51 4.3.1活性碳及13X沸石在逆向減壓與持續減壓步驟不同檢測時間 之結果51 4.3.2活性碳及13X沸石在同向減壓步驟不同檢測時間之結果52 4.3.3活性碳及13X沸石在不同進料加壓(逆向減壓)時間下之結果53 4.4 六步驟VSA程序中活性碳與13X沸石在不同持續進料與持續 減壓時間之影響60 4.4.1活性碳及13X沸石在逆向減壓與持續減壓步驟不同檢測時間 之結果60 4.4.2活性碳及13X沸石在同向減壓步驟不同檢測時間之結果61 4.4.3活性碳及13X沸石在不同持續進料(持續減壓)時間下之結果61 4.5 六步驟VSA程序中活性碳與13X沸石在不同同向減壓與產物 加壓時間之影響69 4.5.1活性碳及13X沸石在逆向減壓與持續減壓步驟不同檢測時間 之結果69 4.5.2活性碳及13X沸石在同向減壓步驟不同檢測時間之結果70 4.5.3活性碳及13X沸石在不同同向減壓(產物加壓)時間下之結果70 4.6 活性碳與13X沸石比較之結果78 第五章 結論80 參考文獻81 附錄 A GC開關機步驟A-1 附錄 B 可程式控制器程式B-1 附錄 C 活性碳在VSA程序各點實驗數據C-1 附錄 D 13X沸石在VSA程序各點實驗數據D-1 附錄 E 二氧化碳檢量線E-1 附錄 F 活性碳在塔內各壓力變化圖.F-1 附錄 G 13X沸石在塔內各壓力變化圖G-1 附錄 H 活性碳之參數H-1 附錄 I 13X沸石之參數I-1 表目錄 表1.1 空氣污染物的形態 2 表1.2 台灣燃料燃燒排放二氧化碳的量(部門別)。 3 表1.3 氣態污染物的廢氣分離方法 4 表2.1 常見之雙成份氣體及其分離因子 17 表2.2 良好吸附劑的條件 17 表3.1 六步驟程序步驟與開啟閥號對照表 27 表3.2 實驗裝置之各部規格及特性 33 表3.3 吸附塔及吸附劑特性 36 表3.4 GC的操作條件 38 圖目錄 圖2.1 氮氣與氧氣對碳分子篩(CMS)的吸附速率曲線 11 圖2.2 氮氣與氧氣對碳分子篩(CMS)的吸附平衡曲線 11 圖2.3 氮氣與氧氣對5A沸石(zeolite 5A)的吸附速率曲線 12 圖2.4 氮氣與氧氣對5A沸石(zeolite 5A)的吸附平衡曲線 12 圖2.5 氣體吸附量隨壓力及溫度變化的情形 14 圖2.6 吸附分離原理 15 圖2.7 雙塔式PSA程序裝置 19 圖2.8 Skarstrom的PSA製程基本步驟及吸附床內質量傳 送區域之發展情形 21 圖3.1 六步驟真空變壓吸附程序 28 圖3.2 真空變壓吸附實驗裝置圖 30 圖3.3 13X沸石吸附塔構造圖 31 圖3.4 活性碳吸附塔構造圖 31 圖4.1 活性碳與13X沸石在Cycle數對逆向減壓步驟二氧化 碳濃度的變化曲線圖 41 圖4.2 不同進料壓力下，活性碳在檢測時間對逆向減壓與持續減壓 步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 45 圖4.3 不同進料壓力下，13X沸石在檢測時間對逆向減壓與持續減 壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 46 圖4.4 不同進料壓力下，活性碳在檢測時間對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 47 圖4.5 不同進料壓力下，13X沸石在檢測時間對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 48 圖4.6 在活性碳中進料壓力對二氧化碳回收率的變化曲線圖 49 圖4.7 在13X沸石中進料壓力對二氧化碳回收率的變化曲線 圖 50 圖4.8 不同進料加壓(逆向減壓)時間下，活性碳在檢測時間對 逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 54 圖4.9 不同進料加壓(逆向減壓)時間下，13X沸石在檢測時間 對逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線 圖 55 圖4.10 不同進料加壓(逆向減壓)時間下，活性碳在檢測時間 對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 56 圖4.11 不同進料加壓(逆向減壓)時間下，13X沸石在檢測時 間對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 57 圖4.12 在活性碳中進料加壓(逆向減壓)時間對二氧化碳回收 率的變化曲線圖 58 圖4.13 在13X沸石中進料加壓(逆向減壓)時間對二氧化碳回 收率的變化曲線圖 59 圖4.14 不同持續進料(持續減壓)時間下，活性碳在檢測時間 對逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲 線圖 63 圖4.15 不同持續進料(持續減壓)時間下，13X沸石在檢測時 間對逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化 曲線圖 64 圖4.16 不同持續進料(持續減壓)時間下，活性碳在檢測時間對同向 減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 65 圖4.17 不同持續進料(持續減壓)時間下，13X沸石在檢測時間對同 向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 66 圖4.18 在活性碳中持續進料(持續減壓)時間對二氧化碳回收 率的變化曲線圖 67 圖4.19 在13X沸石中持續進料(持續減壓)時間對二氧化碳回 收率的變化曲線圖 68 圖4.20 不同同向減壓(產物加壓)時間下，活性碳在檢測時間 對逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲 線圖 72 圖4.21 不同同向減壓(產物加壓)時間下，13X沸石在檢測時 間對逆向減壓與持續減壓步驟二氧化碳濃度的變化 曲線圖 73 圖4.22 不同同向減壓(產物加壓)時間下，活性碳在檢測時間 對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 74 圖4.23 不同同向減壓(產物加壓)時間下，13X沸石在檢測時 間對同向減壓步驟二氧化碳濃度的變化曲線圖 75 圖4.24 在活性碳中同向減壓(產物加壓)時間對二氧化碳回收 率的變化曲線圖 76 圖4.25 在13X沸石中同向減壓(產物加壓)時間對二氧化碳回 收率的變化曲線圖
參考文獻	1.李公哲譯，“環境工程”,國立編譯館主編，茂昌圖書有限公司發行，民國79年. 2.中華民國行政院環境保護署網站，http://gaia.org.tw/air，民國88年5月. 3.Skarstrom, C.W., ” Use of adsorption phenomena in automatic plant-type gas analysis “, Ann., NY acad. Sci., 72,751(1959). 4.Skarstrom, C.W., ” Fractionating gas mixtures by adsorption “, U.S. patent 2,444,627(1960), assigned to Esso research and engineering company. 5.Knoblauch,K., E.Richter, E. Pilarczyk, H. Juntgen, R. Kleinschmidt, “ Thermal-desorption of Nitrogen-Oxides from activated carbon “, thermochimica acta 1985, Vol 85, Iss apr., pp 311-314. 6.Ruthven, D.M., J.S. Devgun, T.S. Sridhar, F.H. Tezel,” Adsorptive separation of Kr from N2.1 adsorbent screering studies “, Canadian Journal of Chemical Engineering 1984, Vol 62, Iss 4, pp 526-534. 7.Jones, R.L., G.E. Keller Ⅱ and R.C. Well, “ Rapid pressure swing adsorption process with high enrichment factor “, U.S. patent 4, 194,892,(1980), assigned to Union Carbide corporation. 8.Berlin, N.H., U.S. patent 3,280,536(1966), assigned to Esso research and engineering company. 9.Kadle R.H., D.E. Kowler, “ The optimal control of a periodic adsorbed “, AICHE., J.,18,1027(1972). 10.Tamura, T., U.S. patent 3,797,201(1974), assigned to T. tamura, Tokyo, Japan. 11.Yang, R.T., S.T. Doong, “ Hydrogen Purification by the multi-bed pressure swing adsorption process, reactive polymers 1987, Vol 6, Iss 1, pp 7-13. 12.Kikkinides, E.S., and R.T. Yang, “Simultaneous SO2/NOx Removal and SO2 Recovery from Flue Gas by Pressure Swing Adsorption”, Ind. Eng. Chem. Res., 30(8), 1981-1989 (1991). 13.Izumi, J., “Hydrogen Sulifide Removal with Pressure Swing Adsorption from Process Off-Gas” in Fundamentals of Adsorption (Ed. M Suzuki), Kodansha, Tokyo, 293-299 (1992a). 14.Izumi, J., “Process Off-Gas Treatment with Pressure Swing Adsorption”, Proceedings of Symposium on Adsorption Processes, Chung-Li, Taiwan, 71-84 (1992b). 15.Zhang, W.X., H. Yahiro, N. Mizuno, M. Iwamoto and J. Izumi, “Silver Ion-Exchanged Zeolites as Highly Effective Adsorbents for Removal of NOx by Pressure Swing Adsorption”, Journal of Materials Science Letters, 12, 1197-1198 (1993a). 16.Zhang, W.X., H. Yahiro, N. Mizuno, J. Izumi and M. Iwamoto, “Removal of Nitrogen Monoxide on Copper Ion-Exchanged Zeolites by Pressure Swing Adsorption”, Langmuir, 9(9), 2337-2343 (1993b). 17.Kikkinides, E.S., and R.T. Yang, “Gas Seperation and Purification by Polymeric Adsorbents: Flue Gas Desulfurization and SO2 Recovery with Styrenic Polymers”, Ind. Eng. Chem. Res., 32(10), 2365-2372 (1993). 18.Kikkinides, E.S., R.T. Yang and S.H. Cho, “Conceration and Recovery of CO2 from Flue Gas by Pressure Swing Adsorption”, Ind. Eng. Chem. Res., 32(11), 2714-2720 (1993). 19.Kim, J.N., K.T. Chue, K.I. Kim, S.H. Cho and J.K. Kim, “Non-Isothermal Adsorpiton of Nitrogen-Carbon Dioxide Mixture in a Fixed Bed of Zeolite-X ”, J. Chem. Eng. Japan, 27(1), 45-51 (1994). 20.Hwang, K.S. and W.K. Lee, “The Adsorption and Desorption Breakthrough Behavior of Carbon Monoxide and Carbon Dioxide on Activated Carbon. Effect of Total Pressure and Pressure-Dependent Mass Transfer Coefficient”, Seperation Science and Technology, 29(14), 1857-1891 (1994). 21.Diagne, D., M. Goto and T. Hirose, “New PSA Process with Intermediate Feed Inlet Position Operated with Dual Refluxes: Application to Carbon Dioxide Removal and Enrichment”, J. Chem. Eng. Jpn., 27(1), 85-89(1994). 22.Pugsley, T.S., F. Berruti and A. Chakma, “Computer Simulation of a Novel Circulating Fluidized Bed Pressure-Temperature Swing Adsorption for Recovering Carbon Dioxide from Flue Gases”, Chem. Eng. Sci., 49(22), 4465-4481(1994). 23.Chue, K.T., J.N. Kim, Y.J. Yoo, S.H. Cho, and R.T. Yang, “Comparison of Activated Carbon and Zeolite 13X for CO2 Recovery from Flue Gas by Pressure Swing Adsorption”, Ind. Eng. Chem. Res.,34(2), 591-598 (1995). 24.Kikkinides, E.S., V.I.. Sikavitsas and R.T. Yang, “Natural Gas Desulfurization by Adsorption: Feasibility and Multiplicity of Cyclic Steady States”, Ind. Eng. Chem. Res., 34, 255-262 (1995). 25.Diagne, D., M. Goto and T. Hirose, “Parametric Studies on CO2 Separation and Recovery by a Dual Reflux PSA Process Consisting of Both Rectifying and Stripping Sections ”, Ind. Eng. Chem. Res., 34, 3083-3089(1995). 26.Diagne, D., M. Goto and T. Hirose, “Numerical Analysis of a Dual Refluxed PSA Process During Simultaneous Removal and Concentration of Carbon Dioxide Dilute Gas from Air”, J. Chem. Tech. Biotechnol., 65, 29-38 (1996). 27.Rubel, A.M., T.M. Stencel, “ The effect of low concentration SO2 on the adsorption of NO from gas over Activated carbon “, Fuel 1997, Vol 76, Iss 6, pp 521-526. 28.Saji,A., Y. Takamura, H. Noda, “Application of PSA to Separation of Carbon-Dioxide from Flue-Gas”, KAGAKU KOGAKU RONBUNSHU 1997, Vol 23, Iss 2, pp 149-156. 29.Bird, R.B., W.E. Stewart and E.N. Lightfoot, Transport Phenomena, Wiley, New York, pp.510-511 (1960). 30.Welty, J.R.,C.R. Wicks, R.E. Wilson, Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer, AppendixⅠ, John Wiley & Sons, Inc. (June 1983). 31.McCabe, W.L., J.C. smith, P. Harriott, Unit operations of Chemical Engineering, p.325, pp.406-408, Fourth Edition, McGraw-Hill, Inc.(1985) 32.Yang, Jaeyoung and Chang-Ha Lee, “ Adsorption dynamics of a Layered Bed PSA for H2 Recovery from Coke oven Gas.”, AICHE Journal, June 1998 Vol.44,No.6. 33.Chou, C.T. and H.C. Wu, “Oxygen Enrichment over Zeolite 5A by Rapid Pressure Swing Adsorption Process” in Zeolites and Related Microporous Materials：State of the Art 1994, Vol. 84 of Studies in Surface Science and Catalysis (Eds. J. Weitkamp, H.G. Karge, H. Pfeifer and W. Holderich), Elservier Science B.V., Amsterdam, 1255-1260(1994). 34.Chou, C.T. and W.C. Huang, “Incorporation of a Valve Equation into the Simulation of a Pressure Swing Adsorption Process”, Chem. Engng Sci., 49(1), 75-84 (1994a). 35.Chou, C.T. and W.C. Huang, “Simulation of a Four-Bed Pressure Swing Adsorption Process for Oxygen Enrichment”, Industrial ＆ Engineering Chemistry Research, 33(5), 1250-1258 (1994b). 36.Chou, C.T., C.L. Wu and A.S.T. Chiang, “A Complementary Pressure Swing Adsorption Process Configuration for Air Seperation”, Seperations Technology, 4, 93-103 (1994). 37.Chou, C.T. and S.C. Kuang, “Experiments on a Rapid Pressure Swing Adsorption Process for Air Seperation”, 5th International Conference on Fundamentals of Adsorption, Pacific Grove, California, U.S.A. (1995). 38.周正堂, 曾哲律, “單塔式快速變壓吸附之實驗與模擬”, 輸送現象與其應用專題研討會專輯, 台北, 109-115 (1995). 39.周正堂, 劉文豪, 陳朝鈺, “變壓吸附法回收二氧化碳之模擬”, 輸送現象與其應用專題研討會專輯, 中壢, 539-545 (1996).
指導教授	周正堂(Cheng-tung Chou)	審核日期	2000-7-12
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