醇胺吸收法烟气脱碳工艺流程的改进与优化模拟

针对现有捕集工艺存在能耗高等问题,采用化学吸收法捕获CO2技术,基于Promax3.0化工流程模拟软件平台建立了使用MEA溶剂吸收300MW燃煤电厂烟道气中CO2捕集系统的过程模型,对分段吸收的吸收解吸分流进行了模拟,并对分段吸收流程重要参数进行了优化,在保证CO2捕获率90%的前提下,使得再沸器负荷降至2.66GJ/t CO2,比优化后的传统MEA法的热能耗降低了20.6%。     

燃煤烟气化学吸收碳捕集系统分析与优化

系统工艺优化是有效降低化学吸收法碳捕集成本的手段之一。本文以1000MW燃煤机组燃烧后烟气化学吸收CO_2捕集系统为研究对象,建立该系统碳捕集能耗模型和成本模型;在此基础上研究各流程参数对碳捕集能耗及成本的影响规律并获得基于正交设计的最优参数组合。结果显示:CO_2脱除率、吸收剂质量浓度、贫富液换热器端差能显著影响系统碳捕集能耗及成本。随着CO_2脱除率的增加(50%~90%)、吸收剂浓度的增大,脱碳系统的CO_2避免成本下降,而对于贫富液换热器端差,存在一个最优值7℃,使得CO_2避免成本最小。本次研究得到的优化方案的再生热耗为3.61GJ/t CO_2,相比基础方案下降10.9%;单位投资为3156.7元/k W,相比基础方案下降12.2%;单位运行成本为177.3元/t CO_2,相比基础方案下降8.0%;CO_2避免成本为315.86元/t CO_2,与基础方案的364.52元/t CO_2相比,下降13.3%。     

氨法捕集CO2工艺研究进展

介绍了CO2捕集回收的工艺方法，简要分析了氨法捕集回收工艺存在的问题，以期利用化工模拟软件优化研究工艺参数，从而降低吸收成本。     

净化厂脱硫烟气的CO_2捕集液化工艺探讨

以CO_2作为驱油剂注入油藏,可以大幅度地提高原油采收率。为了降低投资,提高CO_2的捕集率,本文通过对净化厂的几种CO_2尾气对比,筛选认为脱硫烟气较适宜开展CO_2捕集,通过化学吸收提浓或变压吸附提浓,再增压、干燥、液化的两种工艺对比,结果表明选用化学吸收提浓的工艺方案投资较低,CO_2捕集率较高,运行成本低,且工艺流程成熟可靠。     

碳捕集系统集成MVR热泵节能工艺耦合优化

化学吸收法碳捕集技术是燃煤电厂脱碳的重要途径，但高能耗制约了其发展。集成MVR热泵的工艺流程改进作为降低捕集能耗的重要手段，现有研究大多以软件模拟优化该流程，存在约束条件选取不灵活、参数优化仅对MVR环节局部优化和模拟流程繁琐等缺点。为弥补以上研究不足，以300 MW机组及年产量200万t碳捕集系统数据为基础，对集成MVR热泵的解吸单元进行约束条件设置灵活、优化过程直观的整体建模优化。首先建立MEA吸收CO₂热力学模型及MVR热泵设备数学模型，得到MVR热泵工艺流程设计参数。在此基础上，以最小等量解吸能耗为目标函数，对贫富液换热器小端差及二次蒸汽压缩终压进行优选。之后基于优选结果，在二次蒸汽压缩终压为140 kPa,贫富液换热器小端差为5℃时，对MVR系统闪蒸压力进行优化。优化结果表明，最优闪蒸压力为109.2 kPa,捕集系统最小等量解吸能耗为2.82 GJ/t(以CO₂计),相比于常规碳捕集系统节能率(5.61%)节能效果明显。对集成MVR热泵的节能优化方案的经济性分析结果表明，节能方案总投资为708.28万元，年净收益523.55万元，...     

油田CO_2驱产出气处置方案及CO_2捕集回注工艺

CO_2驱及地质埋存技术是油田提高采收率和减少温室气体排放的有效手段,但随着CO_2在油井中突破,面临着含CO_2伴生气的处置技术和捕集回注工艺的优选问题。本文分析了油田CO_2驱产出气一般规律,论证了含CO_2伴生气直接/掺和回注、燃气轮机/锅炉燃烧及烟道气回注和捕集分离回注等处置方案的可行性及适用范围,初步建立了含CO_2伴生气处置方案优选依据。重点比较了化学吸收法、低温分馏法、变压吸附法和膜分离等CO_2捕集分离工艺的适用性和经济性。基于Weyburn油田和吉林油田CO_2驱项目,分析了油田CO_2驱产出气处置及回注工艺的主要流程。研究结果表明:对于油田含CO_2伴生气的处置,首选直接/掺和回注;其次考虑对产出气进行CO_2分离提纯,国内CO_2驱项目一般小到中等规模,变压吸附和低温分馏工艺受到青睐,国外大规模CO_2驱项目则有采用膜分离和化学吸收法捕集分离CO_2的经验。     

电解法再生热钾碱溶液的实验研究

为了降低二氧化碳(CO_2)捕集过程中的成本,对利用膜电解技术再生热钾碱吸收液的机理进行了研究.以K_2CO_3和KHCO_3的混合液作为模拟液,用离子膜电解装置对其进行脱碳处理,得出电解再牛的方法.可以使回收液中的KHCO_3转化率达到100%,该过程在析出CO_2的同时产生H_2,起到了对热钾碱吸收液再生利用的作用.     

混合胺溶剂吸收CO_2的内冷流程模拟

为降低醇胺溶液吸收法捕集分离CO_2的能耗问题,采用在吸收塔增加内部冷却即内冷的方法,使用乙醇胺和甲基二乙醇胺混合溶剂水溶液,采用化工模拟软件AMSIM进行了CO_2吸收的过程模拟。分析了内冷位置、一级和二级内冷的冷却量、贫液流量和混合溶液浓度对捕集能耗的影响。结果表明采用混合胺溶剂和内冷流程的CO_2捕集能耗比乙醇胺传统流程的能耗降低了17%,说明将捕集溶剂和捕集流程结合起来进行研究,可以明显降低CO_2捕集能耗。     

一种天然气液化和CO_2捕集相结合的余热回收发电系统

针对余热回收和能源利用的问题,以液化天然气(LNG)作为冷源,稠油开采废气作为热源,提出了一种结合天然气液化和废气发电与CO_2捕集的余热回收利用系统。分析了关键热力学参数对系统热力学性能的影响。结果表明:对于有机朗肯循环和制冷循环,增加透平膨胀机的进口温度,降低其出口压力以及减少制冷循环压缩机进出口的压缩比,可获得最大净输出功为454.9 kW,余热回收效率为34.2%。对于天然气液化系统,采用C++进行非线性约束优化计算,以氮膨胀制冷循环压缩机总功耗为目标函数进行优化,得到压缩机最优总功耗为101.54 kW。降低天然气压缩机(K110)进口温度,氮气膨胀机(T3)出口压力以及氮气质量流量,可获得最大LNG调峰量为378.8 kg/h,反之,CO_2捕集量可提高28.6%。     

液-液相变溶剂捕集CO_2烟气技术的研究进展

化学溶剂吸收法是目前最有效的CO_2烟气捕集技术,但过高的再生能耗是限制工业应用的瓶颈。本文综述了常规化学吸收溶剂吸收CO_2的反应机理,并介绍了化学吸收技术的捕集工艺及目前发展现状。重点阐述新型吸收溶剂液-液相变溶剂在CO_2烟气捕集方面的研究进展,并对液-液相变吸收技术发展前景进行了展望。     

一种低能耗捕集CO_2煤基甲醇和电力联产过程设计

传统的煤制甲醇过程所需合成气的氢碳比为2.1左右,而煤气化粗合成气氢碳比仅为0.7左右,因此需要将部分合成气进行变换来调节氢碳比。然而,变换气与未变换气混合后使得CO_2浓度降低,从而导致CO_2捕集能耗增加。提出了一种低能耗捕集CO_2煤基甲醇和电力联产过程。新联产过程中部分粗合成气首先经过变换,将CO转变为H_2和CO_2,CO_2浓度提高,在此时进行CO_2捕集可实现捕集能耗的降低。经CO_2捕集后,得到富H_2气体,富H_2气体分流后与另一部分煤气化粗合成气混合调节甲醇合成的氢碳比。对新的过程进行了建模、模拟与分析。结果表明相比传统的带CO_2捕集的煤制甲醇和IGCC发电过程,新的联产过程的能量节约率可达到16.5%,CO_2捕集能耗下降30.3%。     

膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的研究现状及进展

目前,对于燃煤电厂燃烧后烟气中CO_2的捕集方法主要包括化学吸收法、吸附法、膜分离法和低温蒸馏法。化学吸收法是目前最成熟的CO_2捕集方法,但是吸收剂再生能耗较高,且存在二次污染、设备腐蚀等问题。因此开发新型高效、低能耗的捕集技术尤为重要。本文主要从两个方面(膜材料的设计、膜分离过程系统设计的优化)对燃煤电厂烟气中CO_2膜分离技术进行综述,并总结了实际燃煤锅炉烟气中共存气态组分和细颗粒物对膜分离CO_2的影响,最后对膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的发展趋势进行展望。分析表明,近年来膜材料开发、膜分离过程系统的设计及优化等方面的研究发展迅速,使得膜分离法在CO_2捕集效率及能耗等方面展现出巨大的潜力,因此膜分离法在燃煤电厂烟气中CO_2捕集领域有广阔的应用前景。     

醇胺混合溶剂吸收CO_2的过程模拟

为了降低大型企业的CO2排放,醇胺溶液吸收法是目前最适合的CO2吸收捕集技术,其主要问题是捕集分离的能耗较大。工业上常用的吸收分离低分压CO2的溶剂,是乙醇胺水溶液。为了降低分离能耗,利用不同溶剂的优点,提出采用混合溶剂降低能耗。通过过程模拟的方法,使用乙醇胺和甲基二乙醇胺混合溶剂水溶液,采用化工模拟软件AMSIM进行了CO2吸收的过程模拟,确定了混合醇胺溶液的最佳浓度,探讨降低醇胺溶液吸收法CO2捕集工艺成本的方法,混合溶剂比相同浓度的乙醇胺水溶液的捕集能耗降低了约13%。     

电厂CO2捕集工艺夹点分析与过程集成节能

电厂一乙醇胺（MEA）法烟气CO2捕集（CCS）工艺换热网络能量流密集,固有能耗高,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：（1）在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气;(2)采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源,跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗,使蒸汽耗量降低21%,冷却水耗量降低17.2%,CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%。     

带循环的二阶变压吸附碳捕集工艺模拟、实验及分析

针对日益严重的温室效应及传统CO_2捕集和储存技术的不足,设计带循环的二阶四塔变压吸附装置捕集电厂烟道气中的二氧化碳,采用炭分子筛作为第一阶二塔处理装置吸附剂,采用13X作为第二阶二塔处理装置的吸附剂。建立上述工艺的数学模型,通过实验验证数学模型和模拟结果的准确性。模拟结果表明,本工艺可以将烟道气中的CO_2(15%)富集为纯度95%的产品气,收率为93.92%,工艺处理量为4.576 mol CO_2·h~(-1)·kg~(-1),能耗为0.847 MJ·(kg CO_2)~(-1),通过对比,本工艺具有处理量大、回收率高、纯度高的优点。在此基础上,根据数学模型分析二阶床层在一个周期内的压力变化、温度分布、固相和气相组成分布、能耗组成、生产能力。     

新型高效低耗CO_2捕集配方溶剂的开发及工业应用

结合工业装置流程及实际运行,采用连续吸收再生模试装置,研究了醇胺分子中氨基取代基以及空间位阻效应对烟道气中CO_2捕集效果的影响。从分子结构的角度,开发了新型高效低耗CO_2捕集配方溶剂,通过3~5 m~3/h CO_2捕集模试装置,考察了其捕集率与再生能耗的关系,并在胜利电厂和四川维尼纶厂进行工业应用。结果表明,与传统的一乙醇胺(MEA)法相比,该溶剂再生能耗降低30%。     

微旋流分离器捕集CO_2效果好

<正>由南化集团研究院和华东理工大学共同承担的烟道气CO_2捕集微旋流强化技术开发项目,日前通过中石化科技部组织的成果评议。试验结果表明,该项目开发的微旋流分离器在雾滴尺寸平均5μm的情况下,分离效率达到95%以上,压降小于或等于200 Pa。烟道气CO_2捕集微旋流强化技术开发项目针对CO_2捕集过程中溶剂夹带损失的问题,以微旋流分离器     

烟道气中CO2捕集技术探讨

阐述了电厂烟道气中CO2捕集回收的各种工艺方法，并简要分析了各种捕集回收工艺中存在的问题，然后对二氧化碳捕捉技术发展前景进行了展望。     

集成供冷的燃煤电厂碳捕集、封存系统优化分析

利用碳捕集、封存系统(CCS)减排燃煤电厂CO₂是碳中和必经之路，但目前较高的碳捕集、封存成本限制了该技术的发展和应用。针对某300 MW燃煤机组，利用Aspen Plus模拟软件提出并搭建了基于碱金属基干法碳捕集、封存耦合供冷系统，利用凝结水循环进行深度耦合，达到回收CO₂压缩封存过程中冷量的目的，有效降低碳捕集成本。在不耦合供冷过程的情况下，通过回收CO₂吸附过程释放的反应热，降低碳捕集系统单位耗电量至413.79 kWh/t(以CO₂计，下同);此时CO₂压缩封存过程能耗仍巨大。为此，在上述碳捕集封存系统进一步耦合供冷机组。通过模拟计算可得集成后新系统降低了CO₂压缩程度，此时加压封存过程的单位耗电量降至247.54 kWh/t,降低了2.3%,CO₂捕集封存总运行成本进一步降低33.77%。此外，供冷机组的引入还会降低额外投资成本，如通过提高CO₂吸附床内的换热温差，减少受热面布置量和吸附剂装载量，从而减...     

醇胺法碳捕集再生能耗影响因素研究

燃煤电厂为城市中CO_2的主要排放源,烟气碳捕集是实现低碳城市的最佳方案。目前,碳捕集一般采用单乙醇胺(MEA)化学吸收法。基于国内外研究现状,分析了MEA碳捕集系统能耗特性,建立了再生能耗计算模型,研究了碳捕集率、吸收剂浓度、吸收剂中CO_2负荷对再生能耗的影响。结果显示,本文再生能耗计算模型得出的碳捕集系统单位再生能耗为3.96GJ/t;再生能耗随着捕集率的升高而增大,随着MEA质量分数的增加而降低,随着吸收剂中CO_2负荷的增加而减小。