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。     

烟气二氧化碳回收复合MEA胺液的研究

针对MEA易降解、对设备腐蚀严重等技术问题,研发了一种以MEA为主体的复合胺CO2吸收溶剂。通过对比试验得知,复合胺溶剂60°C下吸收CO2能力明显优于MEA,相同浓度下,解吸速率更快。小试试验发现,复合胺溶剂吸收能力相比提高20.0%,再生能耗下降21.5%。复合胺液的平均胺耗为0.11g/m3CO2,对碳钢设备的腐蚀速率较小,平均腐蚀速率为0.01645mm/a。     

BZA吸收剂和BZA-MEA混合吸收剂对锅炉烟气二氧化碳吸收性能的研究

BZA被认为是用于CO2捕集系统的一种有前途的吸收剂,然而关于其在填料塔中性能评价的研究还很少。因此,本文在鼓泡反应器中研究了BZA吸收剂以及不同浓度和组成的BZA-MEA吸收剂的吸收和再生性能。由于高浓度下BZA吸收剂会与CO2反应生成白色乳状沉淀,所以在中试捕集装置中只研究4 mol MEA/1 mol BZA的吸收再生性能。实验得到：MEA/BZA吸收剂中BZA的浓度越高,吸收速率越高,传质速率和传热速率越快,但是随着吸收剂CO2负荷的增加,BZA的传质速率比MEA传质速率下降更快。此外,4 mol MEA/1 mol BZA吸收剂在高的CO2负荷时在吸收塔和再生塔以及管道中产生白色乳状沉淀造成堵塞。     

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。     

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。
       

用于二氧化碳捕集的新混合吸收剂的吸收和再生性能研究

近来,一种混合吸收剂乙醇胺-甲醇吸收剂相比于MEA吸收剂有较好的CO2捕集性能。然而,甲醇的挥发是对其应用的最大的阻碍,所以在吸收和再生过程中减少甲醇的挥发是很有必要的。在本研究中,研究了两种混合吸收剂（乙醇胺/三乙醇胺/甲醇和乙醇胺/丙三醇/甲醇）,并且和MEA水溶液吸收剂和MEA-甲醇吸收剂进行了比较。乙醇胺/丙三醇/甲醇的吸收性能在一定的反应时间内好于乙醇胺水溶液吸收剂的吸收性能,而乙醇胺/三乙醇胺/甲醇吸收剂的吸收性能很差,不适于作为CO2的吸收剂。吸收剂中加入三乙醇胺,减少乙醇胺,其对CO2的吸收速率,捕集效率和吸收量均降低。在吸收剂中加入丙三醇,则会降低其对CO2的循环吸收量,增加再生温度,同时吸收剂的密度和粘度也会显著地增加。所以在乙醇胺-甲醇吸收剂中添加三乙醇胺或丙三醇,并不能提高其对CO2的捕集性能。     

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。     

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。     

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。     

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。     

三元复合吸收剂捕集二氧化碳中试优化

目前醇胺化学吸收法已经成为烟气二氧化碳回收的主要方法,但存在吸收速率差、再生负荷高、易降解等缺点。在前期研究的基础上,采用DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂,应用醇胺化学吸收流程,在10 m3/h的连续测试平台上进行三元复合吸收剂的吸收、解吸常压CO2中试测试。DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂最佳工艺参数为:吸收温度为40℃,气液比为10 L/m3,浓度为3 mol/L。研究表明,相同实验条件下,吸收剂脱碳率随吸收剂浓度、气液比增加而增大,随吸收温度增加先增加后下降;再沸器的热负荷则随着吸收温度,液气比以及溶液浓度的增加而增加。     

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     

FCC再生烟气胺液吸收法CO2捕集技术研究

介绍了流化催化裂化(FCC)再生烟气特点以及超重力技术对胺液吸收法CO₂脱除率的影响。与其他有机胺液吸收剂相比，N-甲基二乙醇胺(MDEA)实际应用较多，选择MDEA法所得到的CO₂脱除率等相关数据更具有代表性。对MDEA法的模拟计算结果显示：MDEA法CO₂脱除率约为70.45%;引进超重力技术后，在不同的CO₂初始浓度下CO₂脱除率均可达到90%;随着离心加速度的提高，CO₂脱除率在达到峰值后基本保持不变。对FCC再生烟气胺液吸收法碳捕集技术发展方向进行了展望。     

专用胺类溶剂回收烟气中CO2用于提高石油采收率

CO2可利用吸收剂如单乙醇胺（MEA）从燃烧过程的烟气中加以捕集，然而，再生吸收剂需额外耗能，对于MEA，从烟气中回收CO2需耗能约3．76MJ／kgCO2，通常这是不经济的。日本三菱重工公司（MHI）与关西电力公司（KEPCO）合作，开发了新工艺．可使CO2回收途径发生新的变化。MHI发现的CO2新吸收剂是被称为KS-1和KS-2的位阻胺类，其回收所需能量比MEA少约20％。因为KS-1和KS-2对热更稳定，腐蚀性也比EMA小，因此操作时胺类的总损失可减少到常规吸收剂的约1／20。     

TEA+MEA、TEA+DETA混合胺液脱除模拟天然气中H_2S的性能

以H2S体积分数为2%的H2S+CH4作为模拟天然气,在吸收温度50℃、吸收压力5MPa、解吸温度105℃的操作条件下,实验研究了三乙醇胺(TEA)与乙醇胺(MEA)以及三乙醇胺(TEA)与二乙烯三胺(DETA)摩尔配比为2、4、14的TEA+MEA、TEA+DETA两种混合胺液的H2S吸收与解吸性能,以吸收负荷、吸收速率、解吸率为指标筛选相对较优的混合胺液配方。结果表明,在实验范围内,TEA+MEA混合胺液系列中,TEA/MEA摩尔比为2的TEA+MEA混合胺液具有最优的H2S吸收和解吸性能;TEA+DETA混合胺液系列中,TEA/DETA摩尔比为4的TEA+DETA混合胺液具有最优的H2S吸收和解吸性能。与TEA/MEA摩尔比为2的TEA+MEA相比,TEA/DETA摩尔比为4的TEA+DETA具有较高的H2S吸收速率与解吸率,综合脱硫效果较好。     

N-甲基二乙醇胺和三乙烯四胺混胺吸收CO_2性能的研究

以N-甲基二乙醇胺(MDEA)和三乙烯四胺(TETA)为原料配制5种混胺总含量为30%(φ)的吸收剂用于吸收CO2,在自制的吸收/解吸实验装置中考察混胺配比和吸收剂使用次数对吸收剂性能的影响。实验结果表明,吸收剂Ⅲ(26%(φ)MDEA+4%(φ)TETA)的吸收/解吸性能最好;在101.33 Pa和298.15 K的条件下,吸收剂Ⅲ对CO2的吸收量为0.8 699 mol/mol,平均吸收速率为1.880 mmol/s;在101.33 Pa和383.15 K的条件下,吸收剂Ⅲ对CO2的解吸率为91.61%;与第1次使用相比,吸收剂Ⅲ第4次使用时,CO2吸收量降低了26.8%,CO2解吸率降低了15.7%;使用4次后,吸收剂Ⅲ的质量和p H虽有所降低,但仍具有较佳的吸收/解吸性能。     

MDEA+MEA/DEA混合胺液脱碳性能实验研究

混合胺液脱碳法具有吸收能力强、反应速度快、适用范围广、再生能耗低等许多优点,得到了越来越多的关注。为此,采用带有磁耦合搅拌的高压反应釜,进行了不同浓度配比MDEA+MEA、MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收与解吸实验研究。结果表明:①向2.0mol/L的MDEA中加入1.0mol/L的MEA,混合胺液对CO2的吸收解吸综合性能才有显著改善;②MDEA/DEA配比为2.0/1.0时CO2吸收反应很快达到平衡,但该配比在酸气负荷较高的情况下CO2吸收速率较低;③MDEA/DEA配比为2.6/0.4的混合胺液较MDEA单一胺液对CO2的吸收性能并无明显改善;④2.3/0.7配比的MDEA+DEA混合胺液对CO2的吸收负荷与CO2吸收速率均保持较高水平;⑤向MDEA中添加DEA对其CO2解吸性能的改善作用并不明显,只有2.0mol/L的MDEA+1.0mol/L的DEA混合胺液CO2解吸性能稍好,但不如相同配比的MDEA+MEA混合胺液。该成果为天然气脱碳胺液的配方优选和脱碳工业装置的设计提供了基础数据。     

水对无水相变吸收剂捕集CO2性能的影响

二氧化碳(CO₂)化学吸收法成熟度高,是有效的工业碳捕集技术。无水相变吸收剂具有高吸收速率和低解吸能耗。然而,在工业CO₂吸收过程中,气源中的水会被无水相变吸收剂吸收,影响后续的吸收效果。研究了典型的无水混合胺相变吸收剂(二甘醇胺-五甲基二乙烯三胺-乙二醇,P-T-EG)捕集模拟含水烟气CO₂过程中的性能变化;探讨了水分的引入对富相比(体积比)、CO₂负载量,以及分相后贫相和富相水分含量(质量分数,下同)的影响。结果表明,水分的引入有利于降低富相黏度,增大富相比;随着循环次数的增加,富相比增大,贫相水分含量比富相低;水分的引入对解吸平衡的影响微弱。使用Aspen Plus,计算了不同水分含量P-T-EG吸收富相的解吸过程,发现解吸塔再沸器温度100℃、冷凝温度35℃时,P-T-EG+10%H₂O(10%为水分含量)可以达到吸收水分和解吸水分进出平衡,此时解吸塔中胺的质量损失为1.05×10^-10(质量比)。