电厂烟道气CO_2变温吸附捕集工艺设计及经济评价

针对燃煤电厂烟道气,以PEHA型(R_1HMS_3-PEHA_(80))胺基吸附剂为基础,设计了一套CO_2捕集量为20 kt/a的固定床变温吸附工艺,通过投资成本和运行成本的计算对设计的工艺进行了经济性评价,并研究了吸附剂各性能参数和有效捕集能力对再生能耗和捕集成本的影响。实验结果表明,工艺总再生能耗为2.26 GJ/t(基于CO_2捕集量),比胺溶液吸收法再生能耗降低了30.7%;捕集成本为341.0元/t(基于CO_2捕集量),比胺溶液吸收法降低了13.5%;在工艺总捕集成本中,运行成本是主要组成部分,所占比例高达91.2%;在运行成本中,蒸汽成本所占比例为66.2%,是工艺运行中的最大消耗。参数分析结果显示,吸附剂的吸附热对再生能耗的影响最大;有效捕集能力和吸附热对捕集成本的影响最大。     

FCC再生烟气中CO_2捕集技术的试验研究

根据FCC再生烟气特点,应用化学吸收法对烟气中CO2进行捕集。在2m3/h烟气中CO2捕集试验装置上对烟气中CO2捕集技术进行试验研究,结果表明,FCC再生烟气中CO2捕集的适宜工艺条件为:吸收剂质量分数15%~30%,吸收温度60~70℃,解吸温度90~120℃,气液体积比100~250,吸收液为全回流状态。在上述条件下,采用开发的新型吸收剂CHA,烟气中CO2的捕集率达95%,解吸率达80%。与单乙醇胺吸收剂(MEA)相比,CHA的吸收速率相当,解吸能耗低,对设备的腐蚀性小,腐蚀速率仅为0.013 6mm/a,同样条件下MEA的腐蚀速率为0.032 5mm/a。烟气中的SO2对CO2的捕集效果影响较大,在CO2捕集前应先脱除。     

FCC再生烟气中CO2捕集技术的试验研究

根据FCC再生烟气特点,应用化学吸收法对烟气中CO2进行捕集。在 2 m3/h烟气中CO2捕集试验装置上对烟气中CO2捕集技术进行试验研究,结果表明：FCC再生烟气中CO2捕集的适宜工艺条件为：吸收剂质量分数15%～30%,吸收温度60~70 ℃,解吸温度90~120 ℃,气液体积比70~250,吸收液为全回流状态。在上述条件下,采用开发的新型吸收剂CHA,烟气中CO2的捕集率达95%,解吸率达80%。与单乙醇胺吸收剂相比,CHA的吸收速率相当,解吸能耗低,对设备的腐蚀性小,腐蚀速率仅为0.013 6 mm/a,同样条件下MEA的腐蚀速率为0.032 5 mm/a。烟气中的SO2对CO2的捕集效果影响较大,在CO2捕集前应先脱除。     

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。     

胜利电厂100t/d烟气CO_2捕集装置火用分析与节能方法探索

以中石化已建的胜利电厂100t/d烟气CO_2捕集纯化工程为分析对象,对烟气CO_2集系统工艺流程各节点进行能量分析和火用分析,绘制出系统的能流图及火用流图,判断出其中的薄弱环节,并提出改进方案。分析结果表明:包括溶液煮沸器在内的再生塔单元是整个系统用能过程中最薄弱的环节,它的火用效率最低,是可节能最大的单元。提出了通过提高富液的入口温度,降低蒸汽使用量以及在系统中引入高温型热泵等方法来降低再生能耗。     

MEA溶液捕集CO2工艺优化及能耗分析

在对单乙醇胺(MEA)溶液捕集CO2解吸能耗分析的基础上,进一步探讨了液气比、MEA溶液浓度及MEA溶液吸收温度对CO2吸收效率和解吸能耗的影响。在模拟计算工况条件下,根据系统中能耗计算公式,可求得最佳液气比为5.6 L/m3。提高液气比有利于CO2的捕集,但当液气比大于5.6 L/m3时,CO2捕集系统中的单位能耗将增加;在吸收液浓度小于40%时,提高吸收剂溶液的质量浓度可以降低单位解吸能耗,但吸收剂质量浓度并不是越高越好,本工况条件下的适宜浓度范围为35%～40%;同时,MEA溶液在吸收-解吸过程中存在氧化和腐蚀问题。因此,CO2捕集系统工艺参数的优化是降低MEA溶液捕集CO2操作费用的关键。     

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     

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。     

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。     

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。     

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。     

MEA二元复合胺溶液对CO2吸收的研究进展

全球温室效应日益加剧,CO₂减排刻不容缓,乙醇胺(MEA)法作为目前工业上应用最广泛、技术最成熟的烟气CO₂吸收方法,具有吸收速率快、成本低的优点,但是其能耗大、吸收量小和易损耗的缺点也很明显。针对目前常见的MEA二元复合胺溶液展开对比分析,阐述了MEA二元复合胺溶液的研究进展,总结了MEA吸收溶液中加入其他醇胺溶液形成二元复合胺溶液后在吸收速率、吸收量和再生能耗等方面对CO₂吸收效果不同程度的改善情况。基于总结与分析,提出了吸收剂开发需要从吸收机理、溶解度、吸收负荷、解吸速率、解吸操作条件以及再生能耗等方面进行综合比选的思路,可为新型吸收剂的开发提供一定的指导。     

基于化学吸收法的二氧化碳捕集技术研究进展

化学吸收法是二氧化碳捕集技术中最具潜力、应用最广泛的碳捕集技术，但再生能耗高的问题仍普遍存在，加大了碳捕集的成本，制约了化学吸收碳捕集技术的推广。从化学吸收剂（胺类吸收剂、两相吸收剂、均相少水吸收剂、离子液体与低共熔溶剂）和工艺（吸收工艺优化、解吸工艺优化与复合工艺优化）两方面进行了总结，并对化学吸收法的未来发展进行了展望。分析表明，未来的重点研究方向是开发新型混合胺体系，研发低共熔溶剂，降低两相吸收剂、少水吸收剂与功能化离子液体的黏度与成本以及实现吸收剂低能耗再生；改进吸收工艺与解吸工艺时要充分利用系统中的余热，复合工艺改进需合理耦合若干个单一工艺优化方法，以最大程度降低系统能耗。     

提高能效的CO2捕集新工艺

美国亚利桑那州立大学研究团队正在开发从烟气中脱除CO2的电化学新工艺。这项新工艺与用单乙醇胺(MEA)吸收脱除CO2的常规工艺相比,可使成本和能耗降低50%。电化学工艺不需要MEA再生,而MEA再生占吸收工艺总能耗的40%,用电成本提高85%。在开发中的电化学新工艺类似于燃料电池,利用很小的电压差(0.5伏)捕集和     

MEA溶液捕集CO_2的反应热实验研究

单乙醇胺(MEA)捕集CO_2具有吸收速率快、吸收量大等优点,是CO_2化学吸收法中应用最普遍的吸收剂。本文利用自主开发的量热系统测量了MEA溶液吸收CO_2的吸收热、解吸热以及吸收量,考察了CO_2负载率、温度、压力、活化剂等对吸收热、解吸热和吸收量的影响。研究表明:吸收热随温度的增加而下降;在温度相同时,吸收热随CO_2负载率的增大而减小,随吸收剂浓度的增大而增大;压力对吸收热的影响不大,但压力越大,对CO_2的吸收量越大;活化剂的添加有效的降低了单一溶剂MEA的吸收热和解吸热。此外,解吸过程中汽化潜热的回收利用可有效降低能耗。     

几种候选吸收剂在燃烧后CO2捕集中的吸附和再生性能的实验研究

目前,乙醇胺(MEA)仍然是CO2捕集的标准工业吸收剂,但是由于MEA的失效和高能耗的问题,需要寻找新型有效的吸收剂。
本文研究了混合溶剂MEA-甲醇的吸收和再生性能,并在鼓泡反应器中一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)的吸收再生系能相比较。
此外,研究了不同浓度的MEA-甲醇的吸收性能、再生性能以及密度和粘度等。并且在中试装置中研究了MEA-甲醇代替MEA作为吸收剂的工业潜力。
结果表明,MEA-甲醇吸收剂的初始吸收速率是最快的,MEA-甲醇相比于MEA吸收剂具有更大的传质系数、更大的CO2吸收效率和更低的再生能耗。
并且通过对CO2与MEA-甲醇和MEA吸收剂的反应热研究可得到：MEA-甲醇的解吸热仅为MEA的30%左右,
表明MEA-甲醇有希望替代MEA成为二氧化碳捕集用吸收剂。
       

MEA复合吸收剂吸收燃煤烟气中CO_2的抗氧剂作用及吸收条件优化

采用一乙醇胺(MEA)为吸收剂吸收燃煤烟气中CO_2,添加抗氧剂1010对MEA改性处理,应用红外光谱法研究吸收剂的抗氧化作用,应用气相色谱分析烟气中CO_2含量,以吸收速率为指标研究吸收的优化条件。结果表明,在40℃,MEA水溶液MEA质量分数为20%的条件下,抗氧剂1010的最佳质量分数为0.15%,抗氧剂抗氧化作用较好,经多次循环吸收后,保持吸收剂不发生降解反应。     

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。     

ESCAP~低能耗二氧化碳分离新工艺

正日本新日铁住金开发了ESCAP~(能源节约CO_2吸收工艺)低能耗CO_2分离工艺,采用的吸收剂是新日铁住金与日本地球环境产业技术研究机构(RITE)、日本东京大学合作COCS项目时联合开发的新型胺液RN,原料气为炼铁厂的高炉煤气,解吸热为炼铁厂内尚未利用的低品位余热。经不断改良,CO_2分离工艺能耗从最初的4.0GJ/t降到了2.3GJ/t,