胺法脱碳系统再生能耗

胺法脱碳系统最大的缺陷是再生能耗高,流程参数优化是降低再生能耗的有效途径。为了解再生操作参数对再生能耗的影响,通过再生塔实验台对醇胺吸收剂在不同再生工艺参数下的再生特性进行实验研究。实验内容包括富液CO₂担载量、富液进料温度、再沸器温度、再生压强及胺的种类因素对再生能耗及再生速率的影响,并分析了显热、潜热的变化规律。应用Aspen Plus 基于速率模型对再生过程进行了模拟研究。研究结果表明:提高富液CO₂担载量和富液进料温度能有效降低再生能耗。增大再沸器温度及再生压强反而增大再生能耗。一乙醇胺(MEA)再生能耗较高,混入甲基二乙醇胺(MDEA)能够显著降低能耗。提高富液CO₂担载量和再沸器的温度可以加快CO₂再生速率。     

氨法脱碳系统再生能耗的研究

氨水溶液能够实现较高的CO2脱除率,具备较大的吸收能力,同时能够脱除烟气中SOx和NOx等酸性气体,近年来被认为是具有发展潜力的CO2吸收剂。普遍认为氨法再生过程的反应热能耗可降至26.88kJ.(molCO2)-1,远低于MEA能耗85kJ.(molCO2)-1。文中对比大量文献中的再生能耗数据,分析了其数据可靠性,理论计算和量热计实验测量低温下(35℃)氨水吸收CO2吸收热为60～70kJ.(molCO2)-1,并且随着CO2负载量增大无明显变化;高温下(80℃)初始吸收热热值约为60kJ.(molCO2)-1,随着CO2负载量增大而增大至120kJ.(molCO2)-1,然后再次减小至80kJ.(molCO2)-1。碳酸铵溶液吸收CO2过程吸收热测量实验也证实了氨水吸收CO2过程无法实现26.88kJ.(molCO2)-1低热值。和其他醇胺溶液吸收热热值相比,氨水溶液在降低能耗方面具有一定优势,但是优势不明显。     

燃煤电厂烟气二氧化碳胺法捕集工艺改进研究进展

有机胺化学吸收法是当前最具大规模工业化应用前景的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术,但目前仍存在能耗较高的缺点,而通过工艺改进将是降低碳捕集系统能耗的有效方法之一。本文从吸收端和解吸端分别对十余类工艺改进方法的原理和研究进展进行了阐述,其中吸收端涉及吸收塔内部冷却、富液循环、贫液分配流和旋转塔4类工艺;解吸端则包括解吸塔塔级再热、富液分流、闪蒸再生、闪蒸压缩、多压力解吸、多效解吸塔和直接蒸汽解吸共7类工艺。分析表明,富液分流、闪蒸压缩、多效解吸塔和直接蒸汽解吸工艺展示了较好的改进效果。并进一步介绍了多种工艺联合改进的碳捕集系统综合优化方法,特别对综合优化过程中需要重点关注的各工艺间相互作用以及吸收剂与优化工艺匹配性进行了讨论说明,由此指出联合采用新型胺吸收剂和复合工艺改进是未来开发先进胺法碳捕集系统的重要研究方向。     

罗茨压缩机驱动MVR热泵系统的节点分析

通过温熵图和焓熵图结合工艺流程图对MVR系统进行了深度剖析,在Aspen Plus软件的辅助计算下,以水为蒸发工质,忽略系统的一切热量损失,对系统中的各个操作单元进行了理论上的分析,并结合工艺要求给出了最佳的操作条件:原料进入蒸发室前需要预热到蒸发压强下的饱和温度或者处于微过热状态;在设备条件允许的条件下,尽量控制在较高的真空度下蒸发;罗茨压缩机对二次蒸汽压缩时,压缩比控制在2左右最佳,既能保证有效的传热温差,又能拥有很高的能效比;冷凝液可以作为补充水源来消除压缩蒸汽的过热度,使过热蒸汽饱和化或处于微过热状态;蒸汽冷凝液应在饱和液体状态下引出,然后去预热原料和充当补充水;真空系统的处理应由真空泵抽吸不凝性气体和少量的二次蒸汽,为了维持MVR系统的能量平衡,应适时的补充少量新鲜蒸汽。     

有效降低胺液再生装置能耗分析

介绍了中国石化济南炼化公司胺液再生装置,并对其进行能耗分析,总结其能耗影响大的因素主要有胺液浓度、胺液温度、热稳态盐等,并通过一定的改进措施发现,调整再生塔适当的回流比、适当的胺液温度并保持一定的胺液浓度、降低杂质及热稳态盐含量都有利于装置能耗的降低.     

燃煤电厂烟气MDEA/PZ混合胺法碳捕集工艺模拟分析

采用混合胺吸收剂替代传统一乙醇胺（MEA）吸收剂是降低有机胺法碳捕集工艺能耗的重要方法。利用Aspen plus软件模拟了以甲基二乙醇胺(MDEA)/哌嗪(PZ)混合胺为吸收剂的燃煤电厂每年百万吨CO₂捕集工艺系统，考察了贫液负荷、MDEA/PZ混合胺浓度、MDEA/PZ比例和解吸压力等因素对解吸塔再沸器热负荷和冷凝器冷负荷的影响。通过对这些影响因素下吸收塔内液相温度分布和CO₂负荷分布变化揭示了MDEA/PZ对CO₂的吸收特性。此外，进一步分析了不同影响因素下解吸塔内气液相CO₂浓度驱动力和气液相级间温度驱动力分布特性，发现了强浓度驱动力和低温度驱动力分布更有利于降低再生能耗。研究表明，由30%MDEA和20%PZ组成的混合胺液在贫液负荷为0.08和解吸压力为2.02×10⁵Pa时，再沸器热负荷和塔顶冷凝负荷分别为2.76GJ/tCO₂和0.60GJ/tCO₂，相比传统MEA吸收剂降低了20.92%和40.0%。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集过程中再生能耗的研究

在自行设计搭建的3⁵ Nm5 Nm³/h的模试试验装置上,考察了不同再生能耗与新型胺基溶剂的吸收容量、再生性能和捕集率的关系,在此基础上,考察了新型胺基溶剂在不同的工艺参数(溶液循环量、原料气CO_2含量)条件下对再生能耗的影响。结果表明,在保证CO_2捕集率>90%条件下,新型胺基溶剂B的再生能耗较MEA法降低40%。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集过程中再生能耗的研究

在自行设计搭建的3~5 Nm~3/h的模试试验装置上,考察了不同再生能耗与新型胺基溶剂的吸收容量、再生性能和捕集率的关系,在此基础上,考察了新型胺基溶剂在不同的工艺参数(溶液循环量、原料气CO_2含量)条件下对再生能耗的影响。结果表明,在保证CO_2捕集率90%条件下,新型胺基溶剂B的再生能耗较MEA法降低40%。     

低能耗碳捕集技术及燃煤机组热经济性研究

针对燃烧后胺法脱碳工艺捕集能耗高的问题,在普通碳捕集系统中集成级间冷却、机械蒸气再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)和富液分流解析3项节能技术,建立低能耗碳捕集系统,并将该系统与600 MW燃煤机组热力系统耦合,分析该系统对燃煤机组热经济性指标的影响.结果表明,当CO2捕集率为...     

胺法脱碳系统流程改进及优化模拟

采用一乙醇胺(MEA)进行燃煤电厂烟气脱碳是目前比较成熟和可行的技术,但是存在再生能耗高的严重缺陷。胺法脱碳系统流程改进及优化能有效降低再生能耗。应用Aspen Plus软件基于速率模型对传统胺法脱碳流程及其改进流程进行模拟研究。这些改进的流程包括吸收塔中间冷却流程、富液分流流程、贫液蒸汽再压缩流程、分流流程及富液分流与贫液蒸汽再压缩整合流程。研究结果表明:富液分流与贫液蒸汽再压缩整合流程节能效果最好,和传统流程相比再生能耗及等量功分别下降28.2%和11.9%。节能效果其次的是富液分流流程,再生能耗和等量功分别下降19.3%和11.8%。贫液蒸汽再压缩流程使再生能耗下降了14.1%,而等量功只下降了4.1%。吸收塔中间冷却流程和分流流程节能效果比较有限。     

燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术研究进展

燃煤烟气是二氧化硫和氮氧化物的最主要来源,对生态环境影响极大。开发技术简单,投资少,运行成本低,具有良好运行性能的脱硫脱硝一体化技术已成为各国控制烟气污染的研发热点。文章重点介绍已成熟或尚在研究的各种固相吸附/再生脱硫脱硝法、气/固催化脱硫脱硝法、液相脱硫脱硝法和高能电子活化氧化法等一体化技术及其最新进展,分析了相关技术原理、优缺点及应用前景。立足于中国基本国情,分析了大力发展和推广燃煤烟气脱硫脱硝一体化技术的必要性和紧迫性。     

可循环再生吸附剂脱汞技术现状及发展趋势

总结了当前燃煤烟气脱汞常用的协同脱汞技术和贵金属、金属氧化物基可再生吸附剂技术发展现状,分析了各方法的优势与存在的问题,对未来磁性可回收吸附剂的发展方向和趋势进行了展望。针对现有脱汞技术效率低、易造成二次污染等缺陷,提出了使用飞灰磁珠制备廉价可回收脱汞吸附剂的新思路。通过大量试验开发了负载Co_3O_4或CuCl_2的磁珠改性方法以增强脱汞能力和抗烟气组分干扰能力,从而能够适用于低氯复杂烟气气氛。设计了改性磁珠吸附剂喷射脱汞工艺流程,可兼顾高效脱汞与低廉的运行成本,并通过磁珠回收再利用彻底避免汞进入环境造成污染。     

CO2醇胺富液低能耗再生研究进展

醇胺法吸收CO₂具有效率高、易改造等优点,但较高的再生能耗严重阻碍了其实际应用。本文在介绍醇胺吸收机理和各种醇胺的解吸特性的基础上,分析了采用非水溶剂、固体酸催化剂和纳米颗粒等方法来降低醇胺富液热解吸能耗,以及采用钙基化合物对富液进行化学解吸的原理及可行性。分析表明：再生热负荷与吸收产物密切相关,选择适合的醇胺吸收剂可降低再生反应自由能;非水溶剂在降低显热和汽化热方面效果显著,利用乙醇吸收产物稳定性低的特性,能在降低显热和汽化热的同时降低解吸热;优化固体酸催化剂的中孔比表面积和B酸酸位点或制备新型双功能催化剂能缩短加热时间和降低温度;纳米颗粒通过提高溶液传热传质效率减小再生热负荷,但对醇胺传质传热效果还需进一步研究;采用氯化钙和氢氧化钙等钙基化合物解吸富液成本低、效果好,通过改善粉煤灰等含钙工业废料的均质性和有效成分占比,化学解吸成本有望进一步降低,具有广阔的应用前景。     

燃煤烟气汞形态转化及脱除技术

介绍了煤中Hg的含量、不同燃烧时段的形态及其转化,并总结了国内外研究开发的燃煤烟气汞污染物脱除技术,其中着重介绍了活性炭吸附技术和催化氧化技术,最终对该领域的研究方向做了展望。     

基于热流逸效应的燃煤电厂烟气二氧化碳分离系统

分离捕集CO₂是实现“双碳”目标的重要途径之一。常规的CO₂分离方法普遍能耗较高,若能以余(废)热为动力来分离CO₂则可综合利用能源、降低能耗。本文针对高碳排放但却拥有丰富余(废)热资源的燃煤电厂,提出了一种基于热流逸效应的烟气CO₂分离系统,并建立了相应的分离过程数学模型和系统性能评价指标。分析表明,CO₂的浓度和回收率均随热流逸式气体分离器串联级数的增加而升高,但浓度和回收率达到某一阈值后效果不再明显;典型的1000MW燃煤电厂烟气经该系统中串联的24级分离器处理后,CO₂的物质的量分数最高可达98.89%,回收率达72.53%。此外,该系统可梯级利用烟气的余热,?效率为64.8%,单位能耗为0.047GJ/tCO₂,与传统CO₂分离方法相比具有一定节能潜力。利用热流逸效应分离CO₂符合当下净零碳排放的政策导向,为CO₂的分离捕集提供了新思路。     

用于燃煤烟气除湿消白的湿电平板降膜模拟及试验研究

为了节省电厂空间,提高设备集成应用,提出了一种溶液除湿与湿电相结合的工艺,使用除湿溶液在阳极板布膜,同时实现除尘与除湿功能。通过湿电平板降膜除湿过程的数值模拟与试验,探究了烟气及溶液参数对水热回收性能的影响。结果显示数学模型能够较好地反映该过程,试验工况下湿电平板降膜最高水、热回收率分别可达37.5%和35%,水蒸气所释放的汽化潜热大部分转移到溶液。除湿过程对于湿电除尘效果几乎没有影响,通过焓湿图分析及可视化比较证明,湿电平板降膜除湿可以实现白烟的削弱甚至完全消除。     

燃煤电厂CO2捕集中烟气预处理系统的优化模拟

在燃煤电厂CO₂捕集中,为了提高其捕集效率,需对进入系统的烟气进行预处理。为进一步提高进入系统烟气的质量,本文用Aspen Plus模拟优化烟气预处理系统,通过研究在预洗塔中组合填料、填料层高度、吸收剂进量和分层进吸收剂对出口烟气中SO₂的含量、脱硫效率以及出口烟气温度的影响,得出最佳的工艺条件。模拟结果表明,加入不同种类组合填料,同种类不同型号组合填料和分层进吸收剂都使烟气脱硫效率增加,出口烟气温度降低;随着填料层高度和吸收剂进量的增加,出口烟气中SO₂的含量和出口烟气温度降低,其中最佳的高度为2~4m,最佳的吸收剂进量为(250~350)×10³kg/h。     

燃煤锅炉烟气中SO3生成的化学动力学模型和实验研究

燃煤锅炉烟气中SO₃能对锅炉设备、大气环境造成包括低温腐蚀、粘污和蓝烟等一系列的危害。因而,对烟气中SO₃主要影响因素及其影响规律的研究对于预测和控制烟气中SO₃浓度以满足不断增长的节能减排标准有重要意义。基于文献中的C/H/O/N/S化学动力学模型的优化、整合建立了化学动力学模型,对烟气中SO₃主要影响因素及其影响规律进行计算研究。还基于自主设计搭建了全混流反应器测量装置,对上述计算工况中的SO₃浓度进行测量。研究发现,烟气中SO₃浓度主要受SO₂、O₂和H₂O的浓度,以及温度和反应停留时间等影响。SO₃浓度受烟气中CO、NO的影响也较为显著,但是受CO₂的影响不大。另外,随着反应停留时间的增加,烟气中SO₃浓度先后经历了3个不同阶段：急剧增加,增长趋势逐渐减缓和逐渐减少。     

SCR烟气脱硝催化剂再生研究进展

介绍了SCR烟气脱硝催化剂的水洗再生、热再生、热还原再生、酸液再生、SO2酸化热再生、活性盐溶液活化再生等再生方法的研究进展。再生技术应用时,应根据SCR催化剂的配方、构型、应用场合等因素,分析SCR催化剂失活的主要原因,选择适当的一种或者几种再生方法,才能达到提高或者恢复催化剂脱硝活性的目的。