首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 15 毫秒
1.
Different VSA(Vacuum Swing Adsorption) cycles and process schemes have been evaluated to find suitable process configurations for effectively separating CO2 from flue gases from different industrial sectors. The cycles were studied using an adsorption simulator developed in our research group, which has been successfully used to predict experimental results over several years. Commercial zeolite APGIII and granular activated carbon were used as the adsorbents. Three-bed VSA cycles with- and without-product purge and 2-stage VSA systems have been investigated. It was found that for a feed gas containing 15% CO2(representing flue gas from power plants), high CO2 purities and recoveries could be obtained using a three-bed zeolite APGIII VSA unit for one stage capture, but with more stringent conditions such as deeper vacuum pressures of 1–3 k Pa. 2-stage VSA process operated in series allowed us to use simple process steps and operate at more realistic vacuum pressures. With a vacuum pressure of 10 k Pa, final CO2 purity of 95.3% with a recovery of 98.2% were obtained at specific power consumption of 0.55 MJ·(kg CO2)-1from feed gas containing15% CO2. These numbers compare very well with those obtained from a single stage process operating at1 k Pa vacuum pressure. The feed CO2 concentration was very influential in determining the desorption pressure necessary to achieve high separation efficiency. For feed gases containing N 30% CO2, a singlestage VSA capture process operating at moderate vacuum pressure and without a product purge, can achieve very high product purities and recoveries.  相似文献   

2.
随着工业的快速发展,化石燃料消耗与日俱增,造成了大量温室气体CO2的排放,全球气候变化形势不容乐观。为了减少CO2排放,需要对高浓度CO2进行捕获、利用与封存,而富氧燃烧技术能有效实现碳捕集,是目前最具潜力的碳减排技术之一。富氧燃烧过程中,SOx、NOx、Hg等污染物以及惰性气体的存在不利于碳的捕集与封存。烟气中各成分浓度会对管道运输、地质储存和提高采收率(EOR)产生影响,介绍了烟气中CO2及各种杂质浓度的不同标准,系统综述了国内外脱硫、脱硝、脱汞和惰性气体脱除以及联合脱除技术的研究进展。脱硫部分除介绍传统脱硫技术外,重点描述了富氧燃烧烟气中CO2气氛对SOx脱除的影响以及加压条件下SO2的转化与去除。发现CO2气氛下SO2的吸收速率相比N2气氛有所降低,且SO2吸收过程中临界pH发生变化。脱硝部分重点描述了氧化吸收法脱硝技术以及加压条件下NO的氧化机理,并对高压下NO的氧化动力学进行阐述。随着压力的增加,NO氧化速率常数呈先下降后上升的趋势,且证明了反应器压力对液体夹带率的影响比较显著。总结了Hg脱除技术中不同烟气成分对Hg氧化的影响,HCl与Cl2起到了明显的促进作用。对活性炭进行改性,增加孔结构比表面积以及吸附剂表面的活性位点,提高Hg的脱除效率。介绍了惰性气体的净化技术,主要采用变压吸附方法来吸附和解吸附,降低了CO2气流中惰性气体去除的成本,实现一部分惰性气体再次循环回到锅炉中,提高CO2的捕获。重点讨论了在烟气压缩液化系统中的联合脱除技术,有效利用压缩过程条件将SOx、NOx、Hg分别以硫酸、硝酸、Hg(NO3)2形式协同去除,随着压力的增加,SOx与NOx去除效率提高,有利于SO4-2、NO3-、HADS和HAMS(N-S化合物)的生成,同时也导致了N2O生成量增多。证明了Hg与NO2是气相反应,提出了高压下NO2与Hg反应产物的不确定性。简单介绍了低温碳捕集技术,有潜力取代洗涤器和其他烟气处理方法,但目前还缺乏可行性的研究。未来需对不同压力下NO氧化速率常数的变化趋势进行解释,高压下NOx与SOx联合脱除的产物以及NO2与Hg的反应产物进行分析。  相似文献   

3.
田华  孙瑞  宋春风  邓帅  石凌峰  康克  舒歌群 《化工进展》2020,39(7):2884-2892
CO2捕集作为温室气体排放控制的有效手段已成为重要研究课题。作为新兴捕集技术之一,低温CO2捕集因产品纯度高、无附加污染等优势受到关注。然而,该技术能耗和捕集率对于气体中CO2浓度十分敏感,对于高CO2浓度气体可获得较高的CO2捕集率和较低能耗水平。基于此,本文提出了耦合膜分离的新型CO2低温捕集系统,通过膜材料选择渗透性实现待捕集气体CO2浓度主动调控,并在最优浓度下进行CO2低温捕集。首先基于不同传统低温捕集系统特点,对比分析了不同耦合系统模式,从而确定了最优耦合系统结构。针对最优耦合系统进行了运行参数优化,并分别基于实现系统捕集能耗最低与捕集率最高的目标,获得了膜渗透侧CO2浓度与进气CO2浓度间的关系式,为该耦合系统中膜组件选型提供指导。研究表明,本文提出的耦合系统捕集能耗为1.92MJ/kgCO2,相比于传统单一低温系统捕集能耗可降低16.5%。  相似文献   

4.
全球气候变化是目前世界面临的严峻问题之一,CO2等温室气体的过量排放是导致全球气候变暖的主要原因。碳捕集、利用和封存(CCUS)是现阶段解决全球气候变暖的必要手段,基于有机胺的化学吸收法因捕集效率高、烟气适应性好,成为目前燃煤燃气电厂捕集CO2的关键技术路径。本文详细介绍了胺法CO2捕集技术的基本原理及胺法CO2捕集技术工艺流程,分析了新型吸收剂的开发、节能技术的优化等降低胺法CO2捕集技术再生能耗和成本的关键手段。结合研究现状以及烟气胺法CO2捕集需求,对其未来的发展趋势进行展望。  相似文献   

5.
全球CO2的排放量不断升高,导致气候问题频发。“双碳”目标下,如何高效、低成本地捕集燃煤电厂烟气CO2已经成为迫在眉睫的问题。传统的化学吸收法由于能耗高、成本高、溶剂易挥发等问题严重制约了其发展,而膜法碳捕集因为其操作简单、能耗低、环境污染小等优势被认为是最有前景的捕集方式。本文以PI中空纤维膜为分离膜,建立和求解了气体分离膜模型。并以燃煤电厂烟气CO2为捕集目标,利用多岛遗传算法求解了膜分离捕集CO2工艺的不同配置,并优化了分离过程中的关键参数(膜面积、操作压力)。结果显示:在二级膜分离工艺中,二级一段膜分离工艺的第一级膜和第二级膜操作压力分别为5.8 bar和7.1 bar,第一级膜和第二级膜的面积分别为448000 m2和180000 m2时,单位捕集成本为27.36 USD/t CO2。与二级二段膜分离以及其他几种传统的CO2捕集方法(MEA法、相变吸收法)相比,二级一段膜分离捕集CO2的捕集成本和能耗均最小。本研究将为CO2捕集实现低能耗和低成本化提供依据。  相似文献   

6.
Currently, a large proportion of global fossil fuel emissions originate from large point sources such as power generation or industrial processes. This trend is expected to continue until the year 2030 and beyond. Carbon capture and storage (CCS), a straightforward and effective carbon reduction approach, will play a significant role in reducing emissions from these sources into the future if atmospheric carbon dioxide (CO2) emissions are to be stabilized and global warming limited below a threshold of 2 °C. This review provides an update on the status of large scale integrated CCS technologies using solvent absorption for CO2 capture and provides an insight into the development of new solvents, including advanced amine solvents, amino acid salts, carbonate systems, aqueous ammonia, immiscible liquids and ionic liquids. These proposed new solvents aim to reduce the overall cost CO2 capture by improving the CO2 absorption rate, CO2 capture capacity, thereby reducing equipment size and decreasing the energy required for solvent regeneration.  相似文献   

7.
燃气电厂利用稳定、清洁的化石能源发电,在“双碳”背景下发电过程产生的低浓度CO2的捕集和资源化利用,对于实现碳中和至关重要。针对低浓度CO2捕集难度大、脱附费用高的问题,利用CO2吸收液同步培养微藻产油提供了一种实现低浓度CO2捕集与资源化利用于一体的新途径。具有高CO2捕集能力和同时快速培养微藻能力的吸收液是溶液设计和配制的决定性因素。本文总结了现有吸收液的应用现状,梳理出复合吸收液耦合微藻营养调控的碳捕集发展前景,其中吸收液的碱度和盐度对微藻同化CO2具有显著影响。讨论了在不同温度和光照的工艺条件对微藻生物转化CO2的影响,阐述了CO2气体以微孔鼓泡和气升导流的方式通入反应器对CO2捕集和微藻生长的不同效果。从促进微藻吸收CO2同步产油的角度,介绍了藻种诱变驯化和基因改造以提升环境适应性同时增强脂质生产的研究进展,最后通过经济分析展望了规模化应用吸收-微藻法的经济可...  相似文献   

8.
减少碳排放并推动碳中和是应对气候变化、促进经济社会绿色转型的重要途径之一,碳中和技术已成为工业界和学术界的关注焦点。目前碳捕集与封存主要对工业固定源排放的CO2进行处置捕集,而对占CO2总排放近50%的分布源CO2关注度不高。直接空气捕集(direct air capture,DAC)技术不仅可对数以百万计的小型化石燃料燃烧装置以及数以亿计的交通工具等分布源排放的CO2进行捕集处理,还可有效降低大气中CO2浓度。介绍了DAC的发展历史、研究现状以及发展趋势,综述了已有DAC技术的工艺流程以及反应装置,对DAC现行工艺中涉及的空气捕捉模块、吸收剂或吸附剂再生模块、CO2储存模块进行了叙述,对比了几种工艺的优缺点以及吸附剂类型和再生方式,指出DAC技术发展的关键在于研发高效低成本的吸收/吸附材料和设备。分析了DAC吸收/吸附材料的作用原理以及吸附效果,碱性溶液原料成本相对低廉,但再生过程中能耗较高。分子筛及金属有机框架吸附剂虽然再生能耗较低,但对空气中CO2的吸附容量和吸附选择性表现一般。胺类吸附剂具有较好的吸附能力,由于其再生温度较低,可使用工业废热或少量热能为系统供能;使用胺类吸附剂时吸附和解吸在一个单元中逐步发生,具有更高的效率和操作时间,有望降低DAC系统成本。对比了DAC与其他碳捕集技术的成本并进行了技术经济性分析,DAC成本主要包含运营和维护成本(NQ&M)、吸附剂材料成本(NS)和工厂设备的净成本(Nbop);指出目前限制DAC工业化应用的主要因素之一在于吸收/吸附材料和相关工艺成本过高,随着阴离子交换树脂等新型吸附剂的出现和工艺的发展,DAC成本逐年下降。全面探究吸收/吸附材料稳定性、动力学、吸附容量、选择性、再生能量损失等综合性能,研发利于快速装载和卸载吸附剂的相关装置,开发成本低廉的工艺系统是目前DAC领域的发展方向和迫切需求。DAC技术将为减少全球碳排放、实现碳中和提供重要技术支撑。  相似文献   

9.
林海周  裴爱国  方梦祥 《化工进展》2018,37(12):4874-4886
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。  相似文献   

10.
Using the ionic liquid [emim][Tf_2N] as a physical solvent, it was found by Aspen Plus simulation that it was possible to attempt to capture CO_2 from the flue gas discharged from the coal-fired unit of the power plant.Using the combination of model calculation and experimental determination, the density, isostatic heat capacity,viscosity, vapor pressure, thermal conductivity, surface tension and solubility of [emim][Tf_2N] were obtained.Based on the NRTL model, the Henry coefficient and NRTL binary interaction parameters of CO_2 dissolved in[emim][Tf_2N] were obtained by correlating [emim][Tf_2N] with the gas–liquid equilibrium data of CO_2. Firstly,the calculated relevant data is imported into Aspen Plus, and the whole process model of the ionic liquid absorption process is established. Then the absorption process is optimized according to the temperature distribution in the absorption tower to obtain a new absorption process. Finally, the density, constant pressure heat capacity,surface tension, thermal conductivity, and viscosity of [emim][Tf_2N] were changed to investigate the effect of ionic liquid properties on process energy consumption, solvent circulation and heat exchanger design. The results showed that based on the composition of the inlet gas stream to the absorbers, CO_2 with a capture rate of 90% and a mass purity higher than 99.5% was captured. These results indicate that the [emim][Tf_2N] could be used as a physical solvent for CO_2 capture from coal-fired units. In addition, the results will provide a theoretical basis for the design of new ionic liquids for CO_2 capture.  相似文献   

11.
唐思扬  李星宇  鲁厚芳  钟山  梁斌 《化工进展》2022,41(3):1102-1106
低能耗的CO2捕集技术对“碳减排”有重要意义。化学吸收法是工业常用的CO2捕集方法,过程能耗高、成本高,限制了大规模的工业应用。近年来,随着新型吸收剂的开发和吸收解吸装置的设计,过程能耗有所降低,在我国已有多套碳捕集示范装置。然而进一步降低捕集能耗,节约捕集成本是实现“碳中和”的不变追求。本文基于溶剂化学吸收CO2研究,提出以下化学吸收法的研究方向:开发广泛的相变吸收理论,构建吸收体系数据库,建立定量预测模型,以实现吸收体系的分子设计;强化气液传质,设计液相传热部件和气液分离空间,研发高效吸收解吸设备,以提升碳捕集效率;耦合化学吸收和矿化,实现原位CO2吸收固定,提升过程经济性。通过化学吸收技术的系统研发,以期促进低能耗的碳捕集,助力祖国实现“碳中和”。  相似文献   

12.
张卫风  周武  王秋华 《化工进展》2022,41(4):2090-2101
化学吸收法作为目前最有效的CO2捕集技术,吸收剂常用有机胺,但过高的再生能耗和成本限制了其在工业中的应用。基于传统有机胺溶剂开发出来的相变吸收剂被认为可以大幅减少解吸能耗,成为近几年研究的热点。本文详细介绍了相变吸收剂的常见类型、分相机理,并根据其具体组成进行了种类划分,对比分析了常用相变吸收剂和传统乙醇胺(MEA)吸收液的再生能耗,并指出温度、CO2负荷以及相分离等因素对相变吸收剂的工艺流程长期运行稳定性的影响。在制备相变吸收剂的过程中,可加入活化剂来降低CO2富液黏度,加入助溶剂来提高传质特性。本文阐述了现有相变吸收剂的挥发、降解和腐蚀等特性的研究现状。最后,结合研究现状和烟气捕集需求对相变吸收剂今后的研究方向给出了建议。  相似文献   

13.
吴建猛  郑爽  曾少娟  张香平  杨灿  董海峰 《化工学报》1951,73(10):4268-4284
人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳(CO2)含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO2减排刻不容缓。传统工业捕集CO2方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO2捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO2吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO2研究的发展趋势进行了展望。  相似文献   

14.
吴建猛  郑爽  曾少娟  张香平  杨灿  董海峰 《化工学报》2022,73(10):4268-4284
人口增长与全球工业化的加速发展促使化石能源需求量逐年递增,由此导致大气中二氧化碳(CO2)含量快速上升并引发了全球系列气候问题,“碳达峰·碳中和”背景下的CO2减排刻不容缓。传统工业捕集CO2方法由于能耗高、选择性较差、溶剂损耗大等问题限制了其大规模推广应用,离子液体因其极低挥发性、强的气体亲和性、可调的结构性质等特点在CO2捕集分离领域逐渐显示出独特优势,但离子液体特别是功能化后通常黏度较高或室温呈固态,导致气液传质效果差或无法直接应用于吸收分离过程。负载型离子液体兼具离子液体和多孔材料的共同优势,不仅能提升选择性分离效果,有效避免离子液体直接吸收造成的高黏度,还可拓展离子液体应用范围,具有广阔的发展前景。重点总结了近些年物理和化学负载型离子液体在CO2吸附分离方面的研究现状和进展,并对负载型离子液体捕集分离CO2研究的发展趋势进行了展望。  相似文献   

15.
介绍了工业化经济型CO2吸收塔的实体案例,总结近十年来工业化CO2吸收塔的化工装置以及工程技术进展。系统介绍了CO2吸收塔的化工工艺装置在运行中经常遇到的技术问题以及相应的解决方案,并分析近十年来几类技术发展,分别是溶液降解和降解产物处理技术、气体排放尾气的采样和分析技术、吸收剂主体组分分析技术、降低总体能耗的催化吸收-解吸技术。通过分析可知,利用固体矿物和生物催化剂是降低能耗的有效方法,但存在大量技术问题有待完善和解决。总之,这一系列的化工工艺技术的发展和进步,会为完善经济型吸收塔提供更多可信的实际数据。因此,燃烧尾气后处理的溶剂型CO2吸收化工工艺装置必然朝着更小的反应器(吸收塔)和更低的能耗发展目标前进,从而实现该装置的高效率和低成本运行。  相似文献   

16.
陈明明  段钰锋  周强  柳帅  丁卫科  刘猛 《化工进展》2016,35(12):4065-4071
目前燃煤烟气活性炭脱汞技术已经很成熟,但机理方面的相关研究甚少或不全面,为了探讨汞与活性炭在燃煤烟气中的反应路径,本文在固定床上对商业活性炭(FAC)和1% NH4Br改性活性炭(NBAC)进行了汞吸附实验,分别考察了O2、SO2、CO2、NO及其混合烟气组分对吸附剂汞吸附的影响,然后利用程序升温脱附(temperature programmed desorption,TPD)技术分析了烟气组分对汞吸附的影响机理。固定床测试结果表明溴化铵改性可显著增加活性炭汞吸附性能,O2、CO2及NO可促进NBAC对汞的吸附,其中NO最好,而SO2抑制NBAC对汞的吸附。TPD结果表明,溴素改性促进NBAC表面负载的溴与Hg0结合生成HgBr2,O2存在促进了Hg0的氧化生成HgO,NO存在显著增加了Hg2(NO32的生成。SO2与Hg0对活性炭表面的官能团存在竞争吸附的关系,生成C-S,与Hg0反应生成HgS。CO2对NBAC吸附Hg0的反应机理影响不大。  相似文献   

17.
阎海宇  付强  周言  李冬冬  张东辉 《化工学报》2016,67(6):2371-2379
采用工业硅胶作为吸附剂,利用两塔变压吸附装置进行了烟道气变压吸附碳捕集实验。利用gPROMS软件建立两塔变压吸附模型对实验过程进行模拟,对比了实验和模拟的结果,验证了模型的准确性。通过两塔变压吸附可将15%的CO2富集到74%,收率为91.52%。在模型基础上考察了变压吸附碳捕集过程中进料量、吸附时间、顺放压力与二氧化碳收率、纯度和能耗的关系,定性分析了吸附塔压力和进料量对压缩机能耗的影响。结果表明:增大进料量、延长吸附时间、降低顺放压力,可以有效提高产品气中CO2浓度,但同时也导致收率的下降,前两者还会造成单位能耗的增加;吸附压力越高,进料流量越大,压缩机能耗越大。  相似文献   

18.
大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO2,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO2捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO2的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO2捕集和CO2合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO2捕集技术的CO2制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO2捕集技术情景下的CO2制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH3OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH3OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH3OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO2高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。  相似文献   

19.
大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO2,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO2捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO2的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO2捕集和CO2合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO2捕集技术的CO2制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO2捕集技术情景下的CO2制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH3OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH3OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH3OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO2高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。  相似文献   

20.
刘一楠  邓帅  赵睿恺  赵力  何俊南 《化工进展》2016,35(12):3848-3857
近年来,CO2捕集技术正在从定向分离的单一过程向同步存储或利用的集成过程快速过渡。这种发展趋势也对太阳能辅助碳捕集的集成形式提出了更高的要求。本文综述了化学链燃烧、水合物法和热化学循环三种新型太阳能辅助碳捕集技术,从辅助方式、操作条件和性能等方面展开深入分析。围绕理想分离最小功和二次定律效率两个参数,对新技术和传统技术进行了性能评价和对比。结果说明了对于CO2体积分数在5%~20%的混合气体,吸收法和热化学循环法的二次定律效率较高,发展较为成熟,而水合物法的分离最小功最小,理论上较易实现分离。新型太阳能辅助碳捕集技术可促进碳产品的生产,为全球碳循环的搭建完成了重要的一环。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号