应用夹点技术实现换热网络的优化

文章首先介绍了过程能量综合方法夹点技术的基本原理,后在对东北某石化厂常压装置模拟的基础上用夹点技术对其原油换热网络进行了节能改造优化。改造后的换热网络同原有的换热网络相比,节省了加热炉需提供的部分热量,从而节省了大量的燃料油,同时冷却负荷量也降低相同数量,避免了公用工程的双重浪费;而且本着利旧的原则充分利用了现有闲置的换热器;各段和全局的传热温差变化比较均匀,同时换热网络的总传热系数也得到较大提高。     

夹点技术在换热流程优化中的应用

以塔河炼化1#凝结水系统换热流程为研究对象,针对1#凝结水系统在运行过程中存在的凝结水终端温度高、冷源流量不足、热量浪费等问题,利用夹点技术进行分析优化综合换热网络,并且对整个过程系统的能量进行分析与调优,实现过程系统的低能耗操作。通过优化改造及调整后,解决现场运行问题,并提出换热网络优化运行措施,对优化工作有一定的指导意义。     

炼油厂氢气分配系统夹点优化技术研究进展

炼油厂氢气分配系统夹点优化技术自1996年提出以来,作为节能降耗、降本挖潜的理论方法获得长足进步。文章对相关研究成果进行比较系统的评述,并介绍了现有的工具软件。     

烟气中二氧化碳捕集技术研究进展

二氧化碳是一种主要的温室气体,而化石燃料燃烧产生和排放出大量的CO2气体是造成全球气候变暖的最主要原因,CO2减排控制技术在碳资源循环利用和环境保护方面均具有重要的意义,CO2的排放控制以及封存利用已经成为一个举世关注的重大科学研究课题.本文综述了近年来CO2捕集技术的研究进展.     

二元复合溶液脱除烟气中CO2的过程模拟与评价

为探究吸收容量大、再生能力较强的吸收剂复合吸收燃烧烟气中CO₂的性能,采用N-甲基二乙醇胺-哌嗪（MDEA-PZ）、碳酸钾-哌嗪（K₂CO₃-PZ）以及氨水-哌嗪（NH₃-PZ）3种二元复合溶液,基于Rate-based模型对其进行脱碳性能过程模拟。以吸收剂的摩尔流量、温度以及摩尔分数配比（X∶PZ）3个因素进行单因素研究,并在此基础上采用正交试验的方法得出最佳工艺方案。结果表明,随着吸收剂的摩尔流量上升、温度下降以及吸收剂中PZ摩尔分数上升,CO₂吸收效率呈上升趋势。在最佳工艺方案中,K₂CO₃-PZ二元复合溶液最佳吸收温度为40℃,MDEA-PZ和NH₃-PZ两种二元复合溶液最佳吸收温度为30℃;3种二元复合溶液最佳摩尔流量为3.5×10⁵kmol/h,最佳摩尔分数配比为60%∶40%。在各自最佳工艺以及其他条件相同的情况下,吸收CO₂性能的优劣依次为MDEA-PZ、NH₃-PZ以及K₂CO₃-PZ。     

基于夹点技术的天然气净化装置的用能分析

采用夹点技术对某天然气厂净化装置进行了能量优化分析,找出了系统用能不合理的环节,按照夹点设计原则,以系统最大热回收为目标,通过调节过程流股的温差贡献值对物流进行重新匹配,初步调优后系统可以节能486.569 kW。     

基于夹点技术的环氧丙烷工艺系统换热网络优化方法

基于夹点技术,采用整体系统和子系统换热网络优化法对氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络进行优化及对比,得出较佳优化方法. 利用Aspen软件对提取工艺系统流股数据进行校验并计算. 结果表明,现行网络夹点温差为30 K,整体系统夹点温度为329.5 K,子系统换热网络夹点温度分别为327, 329.5, 317.2 K;整体系统优化后节约能耗595.3 kW,分别占原系统热、冷公用工程能耗的17.47%和5.23%;子系统优化后节约能耗610.6 kW,占原系统热、冷公用工程能耗的17.91%和5.36%. 氯醇法生产环氧丙烷工艺系统换热网络优化利用子系统优化方法较佳.     

轻烃回收装置换热网络的夹点分析与优化

介绍了夹点技术及其应用,并结合项目实例,对某炼厂轻烃回收单元换热网络进行了夹点分析与优化,充分利用系统内部换热。优化后的换热网络加热公用工程总消耗节省了2 157.7 k W,节能18%;冷却公用工程总能耗节省了3 080 k W,节能24.8%,公用工程耗量的减少给全厂带来可观的经济效益。     

基于钠基吸附剂的烟气脱碳系统余热利用研究

针对基于钠基固体吸附剂的燃烧后脱碳技术应用于燃煤电厂后综合能耗偏高的问题,本文提出与供热机组结合的碳捕集/供热双机组系统,利用低温热网回水回收系统低品位余热。依据双机组的抽汽混合与否构建了两种系统流程,分析了两种不同方案下的系统性能。研究结果表明,在有效回收脱碳系统碳酸化反应余热后,独立抽汽方案中碳捕集综合能耗从4.05GJ/t CO₂降低至1.26GJ/t CO₂,而混合抽汽方案中碳捕集综合能耗降低至1.13GJ/t CO₂,同时双机组系统的热网供热量较单供热机组分别增加了67.5%和72.8%,经济效益显著。分析了混合抽汽方案的系统中碳捕集综合能耗随相关运行参数变化的规律,发现碳酸化反应温度和热网回水温度因为能够直接影响系统余热利用程度因而更易对碳捕集综合能耗产生影响。     

膜吸收法回收烟气中CO_2的过程研究

对膜吸收法回收CO2技术进行了研究,针对膜吸收CO2的特点,筛选出了适合的膜组件和有机胺配方溶液,建立了1套用于连续吸收和解吸试验的模拟装置,并进行了连续试验。研究了气体流量、溶液流量、吸收温度等操作条件对吸收效果的影响,考察了配方溶液在降低碳回收过程能耗方面的优势,在CO2捕集率达到80%时,新配方溶液再生能耗较相同浓度的乙醇胺溶液降低了29.7%。     

燃煤烟气脱硫技术研究进展

中国的大气污染主要以煤烟型为主,燃煤释放的二氧化硫对人类健康和生态环境系统等造成了严重的危害,因此控制二氧化硫的排放至关重要。分析了近年来中国的煤炭消耗量及二氧化硫排放量;概述了二氧化硫的排放源及烟气脱硫技术应用现状,总结了湿法、半干法、干法烟气脱硫技术的优缺点及适用范围;综述了国内外烟气脱硫技术发展概况;分别对传统烟气脱硫技术中的石灰石-石膏法、氨-硫酸铵法、循环流化床法以及新型烟气脱硫技术中的离子液循环吸收法、磷酸钠盐法、氧化铜法的原理、研究现状及发展前景做了具体论述;通过对比以上几种脱硫技术的工艺特征及经济性,指出未来中国烟气脱硫技术的发展方向。     

海水体系脱钙与烟气固碳脱硫的集成研究进展

首先综述了近年来海水脱钙和烟气固碳脱硫的方法技术,然后引出海水脱钙与烟气固碳脱硫集成技术的研究进展及发展趋势。在单一的反应中共同处理多种污染物,甚至获得可用于多种用途的副产品是治理环境问题有效的方法。因此文中指出海水脱钙固碳脱硫的集成技术不仅可以提高脱硫率,还可以使碳以碳酸钙固体的形式封存,实现了碳硫的选择性分离,还脱除了海水中的钙离子。烟道气中的二氧化碳和二氧化硫均属于酸性气体,而海水呈碱性,且水溶液体系中的矿化反应速率明显高于直接进行气固反应的反应速率,所以文章提出在海水体系中处理烟道气,是一个值得研究的方向。该集成技术可将有害物质资源再利用,获得具有附加值的产品,实现以废治废,对环境友好且成本低。     

Efficient capture of CO2 from flue gas at high temperature by tunable polyamine-based hybrid ionic liquids

For an ideal absorbent for CO₂ capture from flue gas, there are some key features including easy preparation, high stability, low absorption enthalpy, high capacity at high temperature and excellent reversibility. Herein, several polyamine-functionalized ionic liquids (ILs) were easily prepared from cheap polyamines and lithium salts, which exhibited significantly improved stability due to the presence of multisite coordinating interactions. The viscosity was reduced by introducing polyalcohol-based ILs, leading to polyamine-based hybrid ILs. Interestingly, these polyamine-based hybrid ILs exhibited high CO₂ capacity (4.09 mmol/g, 0.1 bar) at high temperature (80°C) and excellent reversibility in the presence of H₂O and O₂, which is superior to many other good absorbents. Moreover, these ILs also showed good performance for CO₂ capture from stimulated air (2.10 mmol/g, 380 ppm). We believe that this method with easy preparation, low cost, high efficiency and excellent reversibility has a great potential in the industrial capture of CO₂ from flue gas.     

燃煤烟气脱氮技术的模糊综合评价

在对选择性催化还原法、选择性非催化还原法、吸附法、电子束法、氧化吸收法等5种典型燃煤烟气脱氮技术进行综合性能分析的基础上,建立了燃煤烟气脱氮技术综合性能评价的多级模糊数学模型。基于该数学模型,以5种燃煤烟气脱氮技术为实例进行了模糊综合评价,根据最大隶属度原则得到准确的评价结果,从而得出最佳脱氮技术方案。     

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。     

富氧燃烧烟气净化工艺研究进展

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,SO_x、NO_x、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SO_x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SO_x、NO_x、Hg分别以硫酸、硝酸、Hg(NO₃)₂形式协同去除,随着压力的增加,SO_x与NO_x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NO_x与SO_x联合脱除的产物以及NO₂与Hg的反应产物进行分析。     

环戊烷/水乳化液水合法捕获烟道气中CO_2(英文)

Capture of CO2 by hydrate is one of the attractive technologies for reducing greenhouse effect.The primary challenges are the large energy consumption,low hydrate formation rate and separation efficiency.This work presents a new method for capture of CO2 from simulated flue gasCO2(16.60%,by mole) /N2 binary mixture by formation of cyclopentane(CP) hydrates at initial temperature of 8.1°C with the feed pressures from 2.49 to 3.95 MPa.The effect of cyclopentane and cyclopentane/water emulsion on the hydrate formation rate and CO2 separation efficiency was studied in a 1000 ml stirred reactor.The results showed the hydrate formation rate could be increased remarkably with cyclopentane/water emulsion.CO2 could be enriched to 43.97%(by mole) and 35.29%(by mole) from simulated flue gas with cyclopentane and cyclopentane/water(O/W) emulsion,respectively,by one stage hydrate separation under low feed pressure.CO2 separation factor with cyclopentane was 6.18,higher than that with cyclopentane/water emulsion(4.01) ,in the range of the feed pressure.The results demonstrated that cyclopentane/water emulsion is a good additive for efficient hydrate capture of CO2.     

烟道气回收CO2的工业应用

本文阐述烟道气CO2回收技术以及榆林天然气化工有限公司回收烟道气CO2的应用总结。