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。     

制氢中变气活化MDEA法脱碳工艺流程模拟与优化

为脱除天然气重整中变气中的CO_2,使其含量低于0.0005%(物质的量分数,下同),从而达到纯氢技术指标,选用质量分数为35%MDEA+3.5%PZ+61.5%H_2O的贫胺液为吸收液,采用Aspen HYSYS软件搭建了脱碳工艺流程并建立了系统能耗计算模型。对吸收塔吸收压力、贫胺液循环流量和富胺液进再生塔温度三个关键参数进行了敏感度分析;并以系统总能耗最小为目标,利用遗传算法对关键参数进行了优化。结果表明:所建流程氢气回收率可至97%以上,且CO_2捕集率及纯度均达到99%。优化后,系统总能耗降低了2.4%,脱除单位CO_2能耗降低了4.14%。此外,处理CO_2含量分别为20%、25%、30%、35%的中变气,优化计算所得脱除单位CO_2能耗分别为21.54 GJ/t、19.71 GJ/t、17.84 GJ/t、15.71 GJ/t。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集双相吸收体系研究进展

CCUS(CO_2捕集、利用与封存)技术中,捕集耗能最大、成本最高,为降低捕集成本,研究学者开发了以有机胺为主的吸收法,但该法的解吸能耗很高,从成本角度考虑,研究学者另开发出双相吸收体系。本文主要综述两相吸收体系,该体系具解吸能耗低,可有效降低胺基碳捕集工艺解吸过程能耗的优点,主要包括液液两相体系、相变离子液体体系、液固两相体系等,为大幅降低解吸能耗提供广阔思路。     

碳捕集技术应用进展及碳交易市场分析

针对低碳经济转型的发展趋势,分析了碳捕集技术的应用进展和碳交易市场的发展前景。常见的碳捕集技术有化学吸收法、物理吸收法、吸附分离法、膜分离法和生物固碳法等,其中化学吸收法技术成熟、应用最广;碳捕集装置可生产工业级和食品级液体CO_2,广泛应用于采油、焊接、化工、食品等领域,2017—2019年国内液体CO_2生产装置开工率为51.0%～54.5%,CO_2下游市场始终呈现出供大于求的态势;碳交易是CO_2减排的推动力,2013—2019年中国碳市场的平均碳价为21.5元/t,预计2020—2030年碳价将逐年提升;目前碳捕集技术的大面积推广还面临着各方面的阻力,包括捕集成本偏高、下游市场需求不足、碳市场有待完善等,未来应继续降低碳捕集装置的投资运行成本,以提高该技术的经济效益,取得更大规模的CO_2减排效果。     

美国加州大学开发了一种低能耗捕集CO_2的新材料

<正>目前发电厂采用的CO_2捕集方法是使烟气通过有机胺溶液,CO_2与胺化合,之后加热到120~150℃,释放出气体。整个过程代价很高,大约消耗30%的发电量。加州大学伯克利分校的化学家开发出一种新的可高效捕集CO_2的材料,其释放CO_2的温度比现有的捕集材料低,能耗比现有的捕集方法低一半。该种材料是一种用二元胺     

普光气田MDEA法脱硫脱碳工艺技术

甲基二乙醇胺(MEDA)溶液用于含有H_2S和CO_2气体的选择性脱硫,具有吸收选择性高,再生能耗低,处理能力大等特点。选用MDEA作为吸收溶剂,通过催化反应脱除天然气中有机硫,设置级间冷却器控制CO_2的吸收,吸收溶剂通过串级吸收、联合再生,降低了装置能耗和运行成本。该工艺在普光气田应用后,外输产品气中H_2S含量在6 mg/m~3以下,CO_2含量低于3%(φ),总硫含量低于200 mg/m~3。     

MEA-PEHA复合溶液吸收/解吸CO2气体实验研究

为了开发性能优良的MEA/烯胺复配吸收剂,本研究采用自主设计的CO_2捕集吸收/解吸装置,通过测试烯胺及MEA/烯胺复配吸收剂的吸收速率、吸收量、解吸速率、解吸率等指标确定最佳单组分烯胺溶剂及其与MEA的最佳复配溶剂。研究结果表明,单溶剂中五乙烯六胺(PEHA)的吸收和解吸效果最好,解吸温度最低,是最佳的单组分烯胺吸收剂;不同物质的量浓度比(4∶6~9∶1)的MEA-PEHA复配溶液中,物质的量浓度配比为5∶5的MEA-PEHA复配溶液饱和吸收量最大(1.72mol),平均吸收速率最高(81.74×10~(-6) mol/s),解吸温度最低(68℃),平均解吸速率最大(137.09×10~(-6) mol/s)以及解吸率较高(95.23%),是CO_2捕集的最佳MEA-PEHA混胺体系。     

MEA-PEHA复合溶液吸收/解吸CO_2气体实验研究

为了开发性能优良的MEA/烯胺复配吸收剂,本研究采用自主设计的CO_2捕集吸收/解吸装置,通过测试烯胺及MEA/烯胺复配吸收剂的吸收速率、吸收量、解吸速率、解吸率等指标确定最佳单组分烯胺溶剂及其与MEA的最佳复配溶剂。研究结果表明,单溶剂中五乙烯六胺(PEHA)的吸收和解吸效果最好,解吸温度最低,是最佳的单组分烯胺吸收剂;不同物质的量浓度比(4∶6~9∶1)的MEA-PEHA复配溶液中,物质的量浓度配比为5∶5的MEA-PEHA复配溶液饱和吸收量最大(1.72mol),平均吸收速率最高(81.74×10~(-6) mol/s),解吸温度最低(68℃),平均解吸速率最大(137.09×10~(-6) mol/s)以及解吸率较高(95.23%),是CO_2捕集的最佳MEA-PEHA混胺体系。     

MEA活化MDEA工艺天然气选择性脱硫脱碳研究

为改善甲基二乙醇胺(MDEA)的天然气选择性脱硫脱碳性能,降低溶剂再生能耗,提出采用一乙醇胺(MEA)活化MDEA法进行天然气选择性脱硫脱碳,并采用Aspen HYSYS对工艺进行了模拟。结果表明:添加MEA加速了吸收剂的H_2S、CO_2吸收速度,提高了脱硫脱碳效率,H_2S选择因子由55.5提高至96.6,贫液循环量下降,综合考虑吸收性能和再生能耗,以4%的MEA添加量为宜;MEA活化MDEA工艺可将再生能耗由3.54 GJ/t CO_2显著降低至2.15GJ/t CO_2。该工艺可显著活化传统MDEA工艺的选择性脱硫脱碳性能,并大幅降低溶剂的再生能耗,有广阔的应用前景。     

适用于烟气CO2捕集的相变吸收剂研究进展

有机胺化学吸收法具有CO₂脱除率高、选择性好等优点，成为当前应用最为广泛的碳捕集技术。然而传统有机胺化学吸收法也存在再生能耗高、吸收性能不足等问题，因此再生能耗低、吸收性能良好的碳捕集技术的开发成为国内外研究关注的热点。相变吸收剂具有吸收CO₂后可相变分层的特性，相变吸收剂通过减少吸收液再生体积达到降低能耗的目的，成为新一代有机胺化学吸收体系研究的核心。介绍了传统相变吸收剂(液固相变吸收剂与液液相变吸收剂)和新型相变吸收剂(离子液体相变吸收剂与纳米流体相变吸收剂)的研究进展。通过对比分析发现，相较于单乙醇胺溶液，相变吸收剂体系的CO₂吸收容量和循环容量有较大提高，并且再生能耗更低。通过对研究进展的深入分析，指出了相变吸收剂未来的重点研究方向。