烟气CO2捕集热能梯级利用节能工艺耦合优化

醇胺法捕集CO₂技术是一种较成熟的CO₂捕集技术，具有吸收速度快、脱除效果好等显著优点，但其操作费用高、解吸能耗大。本文以降低醇胺法捕集烟气中CO₂系统再生能耗为出发点，对常规醇胺法捕集CO₂工艺统进行了节能优化研究。在常规工艺流程基础上引入压缩式热泵节能技术，并利用Aspen Plus软件建立了基于压缩式热泵技术的CO₂捕集工艺流程模型。研究了压缩式热泵与机械蒸汽压缩回收（MVR）热泵、分流解吸、分布式换热、级间冷却4种节能工艺耦合，通过模拟计算与优化，结果说明了最佳节能工艺组合为“解吸塔压缩式热泵+贫液MVR热泵+分流解吸+级间冷却”耦合的CO₂捕集工艺流程，当解吸塔顶气体分流比为0.25∶0.75、冷富液分流比为0.05∶0.95、级间冷却器位于吸收塔17块塔板位置、吸收塔输入冷量为-3.0GJ/h时，系统再生能耗最低，为2.533 GJ/tCO₂，相比常规有机胺工艺（再生能耗4.204GJ/tCO₂）节能率39.748%。     

羟乙基乙二胺与哌嗪类复合体系吸收CO_2反应动力学实验研究

CO_2作为最主要的温室气体,其控制与减排已刻不容缓。有机胺化学吸收法脱除烟气中的CO_2是目前公认的最为行之有效的方法之一。传统的有机胺吸收剂(MEA等)由于存在着吸收容量低,腐蚀性强等诸多缺陷,已逐渐被新型高效吸收剂所替代。羟乙基乙二胺(AEEA)是一种潜在的新型高效吸收剂,研究AEEA溶液及其复配溶液吸收CO_2反应动力学,不仅可以揭示吸收过程的反应机理,亦可以为吸收工艺和工业设备的设计提供依据,为其工业化应用奠定基础。在温度298.15K～303.15K、常压条件下,基于快速拟一级反应模式初步研究了AEEA与哌嗪、氨乙基哌嗪复配溶液吸收CO_2的反应动力学,建立了简化的动力学方程。求解了CO_2-AEEA-PZ系统的反应速率常数k_(2.AEEA)~1=10662exp[-(3.525×10~4)/R(1/T-1/298.15)]、k_(2.PZ)=16356exp[-(3.289×10~4)/R(1/T-1/298.15)];同时求解了CO_2-AEEA-AEP系统反应速率常数k_(2.AEEA)~2=12184exp[-(3.221×10~4)/R(1/T-1/298.15)]、k_(2.AEP)=25788exp[-(3.167×10~4)/R(1/T-1/298.15)]。对比 CO_2-AEEA-PZ与CO_2-AEEA-AEP系统的动力学数据,结果表明,少量添加PZ和AEP均能对AEEA溶液吸收CO_2起到一定促进作用。但是PZ的促进作用很微弱,而AEP的促进作用相对较大,效果明显;所得结果可以为AEEA复配溶液药剂筛选及工业应用提供依据。     

CCS—EOR项目碳净减排量方法学模型

介绍了碳捕集与驱油封存项目工艺流程,以此为基础建立了碳捕集与驱油封存过程碳净减排量的计算模型。以50万吨/年碳捕集与驱油封存项目为例,参照目前主流工艺水平,核算了每吨CO2的实际减排量和能量消耗值。计算结果表明,对碳捕集与驱油封存项目,在没有采出气回收环节的情景下,每吨CO2的净减排量为0.496 5 t,能量消耗值为5.740 5 GJ;在有采出气回收环节的情景下,每吨CO2的净减排量为0.395 1 t,能量消耗值为6.6117 GJ。     

新型燃煤烟气CO_2吸收剂与双热泵耦合CO_2捕集工艺试验研究

针对当前燃煤电厂烟气采用有机胺化学吸收法存在能耗高、设备腐蚀严重的现状,结合烟气CO_2低分压的特点,开发了新型有机胺CO_2捕集吸收剂,每升溶液的饱和吸收CO_2量达到47.7 L,较MEA (一乙醇胺)溶液提高了29.1%,再生率较MEA提高80%以上;针对CO_2捕集工艺能耗高的特点,提出了工艺节能目标,研发了"吸收式热泵+MVR热泵"双热泵耦合低能耗CO_2捕集工艺,系统能耗较常规MEA工艺降低38.32%,节水率达到63%。开发的新型吸收剂和双热泵低能耗工艺在胜利电厂100 t/d烟气CO_2捕集工程上进行了中试验证,结果表明,在CO_2捕集率≥80%、产品CO_2纯度≥99.5%的情况下,新型吸收剂再生能耗为每吨CO_2所需蒸汽1.395 t,较MEA工业测定值降低30.2%;集成双热泵装置后系统再生能耗降至1.01 t,相比此套体系未应用前降低了21%,相比MEA工业测定值降低45%,技术指标达到国际领先水平。     

环丁砜-二异丙醇胺复合溶液吸收烟气中CO2实验研究

采用搅拌实验装置,研究环丁砜溶液及不同配比的环丁砜-DIPA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率、再生pH下降率进行了细致记录分析.实验结果表明,环丁砜-DIPA复合溶液配比为0.4∶0.6时,吸收效果最佳,吸收量约为0.08 mol,再生温度最低为102.5℃,再生率最高为91.64%.实验结果还表明,环丁砜-DIPA复合体系之间存在弱的正交互作用.     

MDEA-PZ复合胺溶液吸收烟气中CO2实验研究

采用搅拌实验装置,研究不同摩尔配比的MDEA-PZ复合胺溶液对烟道气中CO2的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收量与吸收时间、pH值、电位之间的内在联系;对CO2初始选出温度、试液再生温度、再生率、再生pH值下降率进行了分析.结果表明,MDEA-PZ二元复合体系吸收效果优于单组分MDEA、PZ的吸收效果.MDEA-P...     

MDEA复合溶液吸收CO2反应热实验研究

采用自主设计的中压搅拌反应釜及反应热测试装置,以CO_2和CH_4体积比为1∶1的混合气体作为模拟原料气,N-甲基二乙醇胺(MDEA)为主吸收剂,分别添加单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、哌嗪(PZ)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)作为活化剂,通过反应热对比分析,优选了最佳的MDEA二元复合溶液。得出各体系最佳配比分别为:32%MDEA+3%MEA、30%MDEA+5%DEA、32%MDEA+3%PZ、30%MDEA+5%AMP。其中,32%MDEA+3%PZ是最佳的二元复合溶液,反应热为67.330 kJ·mol~(-1)CO_2。     

新型烟气CO2捕集吸收剂测试分析与优化

进行了高效CO2捕集吸收剂的筛选工作,以中石化新开发的吸收剂为考察对象,以室内烟气CO2捕集实验装置和已建的胜利燃煤电厂烟气100t/d的CO2捕集纯化示范工程为研究平台,进行了吸收剂的测试分析。着重考察了操作条件对CO2产量及再生能耗的影响,并将实验结果与国内某知名公司吸收剂进行了对比分析,提出了优化方案。     

烟气联合脱硫脱硝技术综述

随着我国工业的发展,大气污染状况也越来越严重。造成大气污染的主要原因之一是燃煤锅炉烟道气产生的烟尘,其主要成份是SO2和NOx,而且烟道气中有害的SO2、Nn往往同时存在。但是脱SO2、脱NOx两个催化过程相互影响,特别是在脱NOx过程中,由于SO2的存在,往往使催化剂中毒。近年来联合脱硫脱硝技术是烟气治理的发展方向。系统介绍了催化剂法、固体废弃物法、电子束法等脱硫脱硝技术,探讨了其脱除过程及相关反应原理。