膜气体吸收法脱除电厂模拟烟气CO_2

介绍了化学吸收法、物理吸收法、吸附法、膜分离法、膜吸收法和低温蒸馏法等烟气减排技术,综述了近几年气体吸收膜法在减少电厂模拟烟气CO2排放中的研究进展及福建省膜研究开发情况,总结了气体吸收膜法发展与应用中存在的不足,指出膜气体吸收法的发展前景。     

混合醇胺/MEA法电厂烟气CO_2吸收性能的实验比较

目前对应用于烟气CO2的吸收液以醇胺MEA为主,但其存在吸收量小、再生能耗高、腐蚀性强等缺点,配方型混合胺溶液已经成为重要的研究方向。本文对部分混合醇胺(MEA+DEA、MEA+TEA、MEA+AMP)的吸收速率和吸收总量进行了实验测定,并与MEA做了比较分析。实验结果表明:在本文的实验条件下,混合胺MEA+AMP的吸收效果优于MEA溶液,而混合胺MEA+TEA的吸收效果最差。为混合胺的研究及工业化应用提供理论指导。     

AMP吸收电厂烟气CO_2性能的实验

电厂烟气CO2捕集目前以醇胺法中的MEA为主,但MEA吸收剂的CO2吸收总量较低,对设备有腐蚀性。空间位阻胺作为一种新兴的吸收剂,具有较快的吸收速率和较大的吸收量,在烟气脱碳方面越来越引起重视。本文设计了一套小试实验装置,测试了不同浓度的MEA和AMP吸收烟气CO2的实验,对比了其吸收速率和总吸收量,分析了AMP溶液吸的收速率随溶液pH值和吸收剂浓度的变化规律,为空间位阻胺在电厂烟气脱碳工业中的应用提供理论指导。     

电厂烟气CO_2胺法捕集工艺模拟优化

本文根据胜利电厂烟气实际数据,设计了胺法捕集二氧化碳工艺流程,基于ProⅡ软件对烟气二氧化碳吸收和解吸过程进行了数值模拟,分析了不同种类吸收液、MEA浓度和循环量,吸收温度和解吸温度对二氧化碳捕集效果的影响,对不同种类吸收剂进行了优化筛选以及工艺参数的优化.     

固定化碳酸酐酶催化吸收模拟烟气中CO_2实验研究

利用表面羧基化四氧化三铁和戊二醛交联法实现碳酸酐酶的固定,对比考察了游离态碳酸酐酶和固定化碳酸酐酶对CO_2催化吸收效果的影响;还自行设计了填料塔反应装置,在填料塔式反应器中进行了固定化碳酸酐酶催化吸收CO_2实验,考察了操作条件及共存气体SO_2对固定化碳酸酐酶催化吸收CO_2性能的影响。结果表明,游离态碳酸酐酶和固定化碳酸酐酶可缩短CO_2达到饱和浓度所需的时间;同时,得到最优的操作条件为:液气比为28L/m~3,气体流速为25.5cm/min,单位塔体积加酶量为600mg/L(载酶量2mg/L),吸收液温度为35℃;固定化碳酸酐酶经连续5h催化吸收CO_2后,CO_2的去除效率仍可维持在30%以上;此外,SO_2的存在不利于固定化碳酸酐酶对CO_2的催化吸收。     

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。     

AEEA-MDEA-MOR复合醇胺吸收烟气CO_2反应热研究

采用自主开发的CO_2反应热测试研究系统,以AEEA-MDEA-MOR三元复合溶液为对象进行了反应热研究,测试了40～80℃之间的反应热。研究得出反应温度50℃时反应热达到最大值,最大值为59.8kJ/molCO_2。拟合形成了吸收热计算模型ΔH=47.6342-3.63851T+0.02974T2,与试验相比,计算相对误差在3%以内。     

燃烧后CO_2捕获流程模拟研究进展

重点介绍了Aspen Plus和ProMax计算机流程模拟软件的特性和燃烧后CO2胺溶液捕获流程的关键参数对捕获性能及捕获成本影响的计算机模拟研究进展,并对今后的研究方向提出了建议。     

中空纤维膜分离烟气CO_2工艺模拟优化

为了分离燃煤电厂烟气中的二氧化碳,基于Matlab软件的Simulink组件对三级中空纤维膜装置进行模拟优化。建立了中空纤维膜的数学模型,使用Matlab软件编程;并针对经过预处理后CO_2体积分数15%,气量50 000 m~3/h的电厂烟气,在Simulink组件中模拟了分离工艺流程。膜材料采用经过氟化改性的聚酰亚胺6FDA/TAPA[六氟二酐/三(4-氨基苯基)胺)]。研究结果表明:随着膜面积和压力的增加,产品气中CO_2体积分数与CO_2回收率呈反比关系;所需的一、二、三级膜面积分别为42 000,50 000,5 200 m~2,需要的压缩机压力为一级0.7 MPa、二级0.65 MPa、三级1.5 Ma。最终得到的CO_2产品气流量为6 648.81 m~3/h,CO_2纯度86.88%,CO_2回收率77.02%,在满足分离要求的同时降低了碳排放。     

AMP-MEA-DETA三元体系吸收烟气CO_2实验研究

采用搅拌实验装置,研究AMP-MEA-DETA复合溶液对烟道气中二氧化碳的吸收和解吸性能,揭示了吸收速率、吸收容量与酸碱度、时间之间的内在联系,并对CO2初始逸出温度、试液再生温度、试液再生率进行了细致记录分析。结果表明,AMP-MEA-DETA三组分之间存在负相互作用;其吸收速率、吸收量大于AMP-MEA复合溶液、DETA单组份的吸收速率及吸收容量,小于两者之和;AMP-MEA-DETA三组分的再生温度为103℃左右,再生率为86.5%左右。     

膜吸收法回收烟气CO_2传质过程研究

在0.1~2 m~3/h模拟烟气膜吸收处理装置上,进行了膜吸收法捕集CO_2传质过程研究。在其他条件不变的情况下,考察了气体流量、吸收液流量和吸收液浓度对传质过程的影响;结合吸收溶剂的化学反应增强因子及中空膜本身的参数,建立了膜吸收过程的传质计算模型。试验结果表明:在有化学吸收推动的膜吸收传质过程中,膜吸收的传质阻力集中在气相和膜的界面,而反应发生在液膜界面,所建立的计算模型也很好地反映了这一现象。通过建立传质模型,可以推算出膜表面吸收传质过程,从而为膜吸收过程的工业放大提供支撑。     

Aspen Plus基于不同吸收体系对高含CO_2天然气净化流程模拟

采用哌嗪-甲基二乙醇胺(PZ-MDEA)混合溶液对高含CO2天然气进行脱碳处理。基于Aspen Plus流程模拟软件建立了PZ-MDEA法脱除天然气中CO2的模拟流程,分别采用纯物理吸收、纯MDEA吸收、活化MDEA吸收等3种不同模型进行模拟,将模拟数据与实际生产过程中的相关操作参数进行比较,以寻找出最佳吸收体系模型。模拟结果表明:活化MDEA吸收体系模型的计算结果符合生产实际数据,能够达到生产要求;其中烃类回收率为99.66%(实际要求大于或等于99.5%),CO2回收率为92.7%(实际要求大于或等于90%)。该体系可以用作模拟高含CO2天然气脱碳净化流程的模型。     

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。     

磁场对氨水吸收烟气中CO_2的促进作用

开发了一种新型磁场辅助氨法烟气脱碳技术。含碳烟气通入混有磁性颗粒的氨水溶液,在外加磁场的作用下发生脱碳反应。对该技术的运行特性开展了实验研究。结果表明,外加8 m T恒稳磁场,2 g·L~(-1)纳米级Fe_3O_4颗粒,氨水的CO_2脱除效率比不添加磁场和颗粒时最多可提高8.8%。外加磁场可以有效提高低浓度氨水的CO_2脱除效率。在模拟烟气流量增加时,外加磁场能有效减缓CO_2脱除效率下降的趋势。同时,外加磁场使得CO_2脱除效率曲线向低温方向移动5℃,有助于提高低温条件下的CO_2脱除效率。磁场可提高气液接触效率、降低相间传质阻力、增强氨水反应活性,从而提高氨水吸收CO_2性能。     

微通道内MEA/MDEA混合溶液吸收CO_2的传质特性

研究了T形微通道内N-甲基二乙醇胺(MDEA)和单乙醇胺(MEA)混合水溶液吸收CO2的传质过程。考察了弹状流型下气液两相流量、MEA和MDEA浓度对液侧传质系数k L和体积传质系数k La的影响。液侧传质系数和体积传质系数均会随着MEA浓度的升高而升高。与MEA相比,MDEA浓度的提高对传质影响较小。传质系数会随着液体流量的增大而增大,但气体流量的变化对其影响较小。体积传质系数随液体流量的增大而增大,但随气体流量的增大先增大,之后趋于稳定。考虑到化学反应对传质的强化作用,引入了Hatta数,提出了一个新的体积传质系数预测式,预测效果良好。     

催化裂化吸收稳定系统流程模拟及优化

应用HYSYS软件对催化裂化吸收稳定系统进行流程模拟.对影响吸收效果和能耗的因素进行模拟计算,找出了吸收剂温度,补充吸收剂流量,稳定塔回流比,解析塔进料温度的优化配比.系统优化后,使得干气C3含量由1.35%降到0.28%,吸收效果变好,且系统的年净效益提高了1260.56万元.     

延迟焦化装置吸收稳定系统流程模拟与优化

本文采用PROII模拟软件,以某炼厂延迟焦化装置吸收稳定系统为基础,考察补充吸收剂流量、增加吸收塔塔顶冷却器及分液罐对吸收稳定系统的影响,结果表明增加补充吸收剂流量和增加吸收塔塔顶冷却器及分液罐,在保证液化石油气及稳定汽油等产品质量控制不变的条件下,可有效降低干气中C3及以上组分的含量,给装置带来一定的经济效益.这些定...     

功能型离子液体吸收电厂烟气CO2的研究进展

CO2是目前排放量最大的温室气体,利用离子液体固定CO2已经成为CO2减排的重点研究方向之一。介绍了近几年来各种离子液体吸收CO2的研究历程以及研究成果,对比各种离子液体吸收性能的差异,并着重介绍了功能型离子液体捕获CO2的特点及其应用,突出其在CO2固定方面的诸多优势,并对离子液体的吸收机理进行了讨论,同时探讨离子液体在电厂烟气CO2处理过程中所面临的问题。     

含硫烟气生产二甲基硫醚流程模拟及优化

工业废气中的SO_2是导致雾霾问题的一个重要因素。文章通过大量工艺论证提出了含硫烟气生产高附加值二甲基硫醚的工艺流程及工艺条件,工艺流程包含硫磺工段、硫化氢工段、二甲基硫醚工段。各工段反应转化率均能达到90%以上,反应副产物少,分离过程较简单。最后运用Aspen Plus软件对整个流程进行模拟,分别应用了Rstoic模块、Radfrac模块、flash 2模块等。在二甲基硫醚工段,通过对各塔进料位置、回流比、理论板数等操作参数的优化,确定最佳工艺条件。模拟结果表明:二甲基硫醚年产量为1.2万t,纯度为99.02%,具有良好的经济效益与环境效益,可为含硫烟气资源化处理生产提供理论指导。