浸渍法制备的固态胺CO2吸附剂吸附性能

控制和减缓化石燃料电厂的CO₂排放对于缓解大气中CO₂浓度的持续上升具有重要意义。作为一种燃烧后CO₂ 捕集技术,固体CO₂吸附剂具有低能耗、弱腐蚀性、易再生等优点,在CO₂减排领域有着广泛的应用前景。介绍浸渍法制备的固态有机胺吸附剂对CO₂的吸附性能,着重介绍载体性质、有机胺负载量、温度和烟气含水量等因素对固态胺吸附剂吸附性能的影响,并对其机理进行了分析。此外,对比了不同固态胺吸附剂在75 ℃下对CO₂的吸附能力。分析认为,相对于其他类型的CO₂固体吸附剂,固态胺吸附剂较适用于从高温湿烟气中捕集CO₂。     

DBU-GAC型CO2吸附剂性能研究

为了实现烟气CO2的低成本、高效捕集,研究负载1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯（1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene,DBU）的颗粒活性炭（granular activated carbon,GAC）吸附剂对CO2捕集性能。DBU负载率越高,吸附剂比表面积、总孔容积和微孔容积越小,平均孔径与负载率呈明显的负相关性;Langrnuir模型是拟合DBU在GAC上吸附行为拟合优度最佳的模型,DBU在GAC上单分子层吸附要多于多分子层吸附;DBU-GAC吸附剂在低于140℃时具有良好的热稳定性,DBU能抑制吸附剂水分蒸发,有利于DBU与CO2耗水反应;DBU溶液对CO2具有很高的捕集效率,是常用-乙醇胺-甲基二乙醇胺（monoethanolamine-methyl—diethanolamine,MEA-MDEA）复合胺溶液的2．6～3。3倍;GAC负载适量DBU对模拟烟气CO2具有良好的捕集效率,消除膜封效应能提高DBU-GAC吸附剂对CO2的吸附容量。     

吸附工艺在碳捕集中的应用现状

明确了碳捕集与封存的重要意义,概述3种燃烧系统形式的特点和应用,分析常用分离技术在碳捕集上的可行性。围绕变压吸附、变温吸附、真空吸附、变压变温吸附在碳捕集中的工业应用进行分析,介绍余热利用在碳捕集系统中的应用。目前常见的4类吸附剂的特点也做了详细介绍,包括沸石分子筛、碳基材料、金属有机骨架、固体胺。简要说明其所适合应用的吸附工艺。随着碳的捕获和存储进一步商业化,吸附法在碳捕集领域具有广阔的发展空间。     

粉煤灰制备吸附剂捕集CO2的研究

利用粉煤灰为原料,制备2大类可用于烟气中CO₂捕集的吸附剂。一类是沸石分子筛类吸附剂,利用水热合成法得到A型、X型等沸石分子筛吸附剂。一类是利用粉煤灰制备出适合的多孔载体,使用浸渍法得到固态胺类吸附剂。沸石分子筛对于CO₂主要是物理吸附,吸附容量169~223 mg/g,固态胺吸附剂是利用胺基与CO₂结合介于物理与化学吸附之间,吸附容量108~189 mg/g。实现将粉煤灰以废治废,即可以缓解粉煤灰对环境的影响,也能够实现碳减排,对社会和经济协调发展有利。     

用于烟气二氧化碳捕集的有机胺挥发性研究进展

化学吸收法是现阶段唯一可大规模捕集烟气CO2的技术路线,有机胺是常用的吸收剂,有机胺挥发性对系统运行成本、环境污染等影响较大.本文对比了 目前文献中用于测量有机胺气液平衡的静态总压法、改进型沸点仪、在线傅里叶红外等实验装置和方法,介绍了描述有机胺体系的Wilson模型、NRTL模型、UNIQUAC模型等热力学模型,重点...     

烟气CO2捕集工艺过程关键问题分析

CO2的减排越来越受到国际社会的关注,应用于火电厂的烟气CO2捕集技术是实现大规模降低火电厂CO2排放的主要手段之一,而捕集工艺是CO2捕集技术的基础。从工艺设计角度出发,简述了胺基吸收法的烟气预处理与捕集吸收工艺,分析了精脱硫、烟气冷却、吸收速率、电厂适应性、运行控制及节能工艺等因素对CO2捕集系统性能的影响,为火电厂烟气CO2大规模捕集的了工艺设计提供参考。     

燃煤电厂烟气新型CO2吸收剂开发与工程应用

化学吸收法是目前燃煤电厂CO2捕集中最成熟和最具规模化应用潜力的技术,但该技术能耗和成本较高,吸收剂的革新是CO2捕集技术性能提升的关键之一。本文从电厂烟气特点出发,结合对有机醇胺类吸收剂不同单体特性的分析和比较,优化设计了混合胺吸收剂的配方,利用实验室气液反应平衡和反应焓一体化测试,筛选出优选配方HNC-5吸收剂,吸收反应焓较乙醇胺（MEA）低约20%,且吸收速率更快。真实烟气条件下1 000 t/a CO2捕集中试装置测试表明,HNC-5性能指标与实验室测试结果一致,CO2捕集率高于90%,而再生热耗较MEA降低20%左右。12万t/a CO2捕集示范系统连续运行结果表明,运行期间HNC-5再生热耗1 t CO2约2.8 GJ,1 t CO2捕集成本降低约63元,吸收剂使用寿命更长,更有利于提高捕集系统的可用性和可靠性。     

烟气CO_2捕集胺液净化回用技术

针对CO2捕集系统有机胺液中热稳定盐的积累进而引起胺液损耗增加、腐蚀严重等问题,提出采用阴离子交换树脂去除胺液中热稳定盐阴离子,采用活性炭吸附去除胺液色度,最后采用大孔树脂进一步净化胺液的组合工艺,并对工艺的影响因素,以及净化胺液的吸收性能进行了测试。结果表明:阴离子交换树脂处理工艺在较高的温度、pH值及含盐量水平的条件下,均可以达到较好的效果,热稳盐去除率可达90%以上;变质有机胺液经过处理后,其CO2吸附能力恢复至新鲜胺液的92%,并且溶液颜色恢复至淡黄色透明液体,可满足工业回用要求。     

燃煤烟气氨法CO2减排技术的研究

本项目是利用氨水作为吸收剂,进行燃煤烟气中CO2的捕集研究,分析了氨水吸收过程的参数（包括氨水浓度、烟气温度、氨水流量、烟气流速等）优化选择和对烟气中多种污染物的脱除情况,得出燃煤烟气氨水吸收法减排CO2的技术可行性结论。通过这一研究,为今后大规模的氨法捕集燃煤电站CO2工程应用提供了技术支持。     

SO_2对碳捕集过程影响的实验研究

采用新型混合有机胺CO2吸收剂,在捕集CO2中试实验台上进行长期稳定运行实验,研究SO2对碳捕集过程的影响。实验结果表明,SO2、胺吸收剂的氧化和热降解导致CO2脱除效率随着循环反应时间的增加而逐步降低,其中SO2是主要影响因素。在O2存在的条件下,SO2浓度越高,CO2脱除效率下降越快。随着SO2不断地被胺吸收剂吸收,一方面促进了热稳定性盐的生成,另一方面使吸收剂溶液的pH值逐步降低,最终使得CO2脱除效率越来越低。与此同时,越来越多的SO42-和SO32-占据了胺吸收剂的反应位,使其与CO2的吸收反应形成竞争关系,致使CO2负载量逐步降低,以至于影响到吸收解吸过程的稳定性。采用有效的方法适时的清除SO2导致的热稳定性盐,有利于碳捕集系统吸收解吸性能的提高。     

低温洗涤法烟气脱硫脱碳工艺模拟研究

本文提出了一种通过低温戊烷液体洗涤烟气将CO2和SO2同时冷凝脱除的烟气处理工艺。该工艺采用2塔喷淋冷却方式冷却烟气,第1个喷淋塔采用冷冻水喷淋降温至接近冰点,第2个喷淋塔采用低温正戊烷液体喷淋降温至SO2和CO2的凝华温度,洗涤冷凝得到的SO2、CO2和H2O等组分不溶于正戊烷,故而从洗涤液分离出来。本文基于ASPEN PLUS软件建立600 MW 燃煤机组低温冷凝法脱硫脱碳工艺模型,通过物料和能量平衡计算,对SO2和CO2脱除效率和系统能耗进行了分析。结果表明:将烟气降温至–116 ℃时,CO2捕集率达到90%,SO2脱除率接近100%;当捕集的CO2以气态形式存在时,系统能耗约为80.25 MW（188.6 kW·h/t）,当捕集的CO2以液态形式存在时,系统能耗约为114.56 MW（269.2 kW·h/t）,比传统醇胺吸收法脱碳能耗降低30%左右。     

电厂烟气低浓度CO2的粉煤灰直接液相矿化技术

以粉煤灰为原料采用直接液相法矿化封存燃煤电厂烟气中CO2是一种适合我国国情的新型CO2捕集与利用一体化技术。本文考察了粉煤灰物相组成、温度、固液比、气速、压力等工艺条件对矿化反应的影响,采用X射线粉末衍射、热重分析等手段研究了温和条件下粉煤灰的矿化反应机制。研究表明,增大悬浮液固液比能够有效增加CO2捕集能力但是会降低钙的转化率;烟气流速超过一定值后,CO2溶解成为决速步,Ca转化率达到饱和;温度对矿化反应有重要影响,对工艺温度条件的研究是进一步提高矿化反应效果的关键。当反应条件为温度60 ℃、固液比100 g/L、烟气流速350 mL/min时,北京粉煤灰对CO2的封存能力达到最大值（66 kg CO2/t粉煤灰,?Ca=50.86%）。基于该技术设计了5万t/a CO2直接液相矿化装置,估算了设备投资和运行成本。与国外采用天然矿石原料的CO2矿化技术相比,该技术反应条件更加温和,同时实现粉煤灰利用与温室气体减排,技术前景广阔,对我国未来实行碳中和目标具有价值。     

火力发电厂烟气中CO_2捕获技术和膜吸收的应用分析

燃烧后二氧化碳捕获是运行火力发电厂烟气CO2减排研究的主要内容,本文总结了烟气CO2捕获技术的特点及在火力发电企业的适用性,重点分析了膜吸收法(膜接触器)的技术优势、工艺设计考虑的因素,提出了应用过程的问题,以期对电厂烟气CO2捕获工程提供帮助。     

改性氢氧化钙吸附脱除模拟烟气中汞的试验研究

对氢氧化钙进行了2种改性,并在小型模拟燃煤烟气Hg吸附和形态转化试验台上研究其对模拟烟气中Hg的脱除效果。结果表明：Ca(OH)2对单质汞的吸附主要是物理吸附,低温有利于汞的吸附;SO2和HCl均可以促进Ca(OH)2对汞的吸附,HCl对汞的氧化能力强于SO2,促进作用更明显;KMnO4改性后的Ca(OH)2在基本气体中可以将大部分的Hg0氧化为Hg2+,在有SO2或HCl存在的条件下可以脱除烟气中50%以上的Hg,改性后的吸附以化学吸附为主;利用AgNO3改性后的Ca(OH)2对汞的吸附能力极大增强,脱除效率可达90%,主要原因是银汞齐反应的发生,该法可望实现吸附剂的再生和Hg的回收利用,具有实际应用的前景。     

汞吸附过程的试验研究和数学模型

在固定床试验台上,以汞渗透管和其它主要气体成分模拟烟气条件,采用活性炭和飞灰对汞的吸附过程进行了试验研究。结果表明:随Hg0入口含量的增加,活性炭、飞灰的吸附量增加,初始吸附量与Hg0的含量成正比例增加;吸附反应温度升高,活性炭、飞灰的吸附能力降低,这主要是由物理吸附的机理决定的。颗粒物理特性的差异成为飞灰与活性炭的吸附能力之差距的原因之一。另外,针对固定床吸附过程,建立了由质量平衡、传质过程以及吸附剂表面反应过程等综合决定的吸附动力学模型。模拟值与试验结果较吻合,因此该模型可用于某些待定影响因素的预测计算。