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%。     

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.     

化工业减排和CO_2捕集的开发进展

介绍了世界化工行业减排和CO2捕集的开发进展情况。     

低分压CO_2回收新技术捕集燃煤电厂烟气CO_2

基于分子模拟和设计,开发了以一乙醇胺(MEA)为主溶剂,优选添加了活性胺、抗氧化剂和缓蚀剂组成了适用于回收低分压CO2的优良复合吸收剂,在华能北京热电厂建立了我国第1套燃煤电站烟气CO2捕集示范装置,并完成了运行测试。结果表明:CO2回收装置出来的CO2纯度为99.5%(体积分数),每tCO2蒸汽消耗为3.5GJ,每tCO2溶液消耗小于1.5kg。该套装置的建成和各项指标试验的进行将为我国大规模推广电站CO2捕集奠定基础。     

燃烧后CO_2捕集技术研究

对燃烧前、燃烧后CO2捕集以及富氧燃烧3种CO2捕集技术的特点,以及适用于燃煤电厂的燃烧后CO2捕集技术进行了介绍,分析了吸收分离法、吸附分离法和膜分离法的原理及优缺点。其中,化学吸收法应用最广,但再生能耗大,运行成本高;吸附法虽再生能耗小,但对CO2选择性低,吸附能力有限;膜分离法目前仍处于实验室研究阶段,但应用前景巨大。对上述技术整合形成复合技术以及对新材料进行开发将有助于克服现有CCS技术面临的困难。     

新型胺基溶剂在烟气CO_2捕集装置上的工业化试验

CO_2的捕集技术是CCUS的首要环节,针对醇胺法CO_2捕集技术中普遍存在的再生能耗高的技术瓶颈,采用试验室小试、模试与工业装置相结合的研究方式,开发了新型高效低能耗胺基溶剂MA-1,并在烟气CO_2捕集装置上成功完成了工业化试验。结果表明:所开发的新型胺基溶剂较原乙醇胺(MEA)溶液吸收能力大幅提高,再生能耗显著降低;在满足生产要求的条件下,装置的溶剂循环量下降34.7%,单位再生能耗下降41.8%,有效地降低了该厂CO_2捕集装置的运行成本。     

油田燃煤电厂CO_2捕集纯化工程实践

CO2是一种温室气体,通过CO2收集、驱油技术,能将造成温室效应的气体用于提高原油采收率,同时减少工业生产中温室气体的排放。为了实现CO2的捕集纯化,胜利油田采用一乙醇胺溶液(MEA)化学吸收工艺捕集CO2。介绍了"低渗透油藏CO2驱油"重大先导试验,在胜利发电厂建设CO2捕集纯化装置,通过此装置收集稳定、廉价的CO2气体用于驱油生产实践。通过分析系统运行状况,对装置进行了一系列的试验、研究,总结了大量CO2捕集系统的工程应用经验。胜利油田CO2捕集项目,通过将大型燃煤电厂烟道气中CO2捕集纯化、安全输送等系列技术攻关,形成低能耗捕集纯化、运输的集成配套技术。     

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%。     

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。     

集成技术在天津100万t/a乙烯汽油分馏塔中的应用

介绍了天津100万t/a乙烯装置塔径φ12600 mm汽油分馏塔用国产化方案取代工艺包方案的原因,优化设计中采用的集成创新技术,对生产技术指标、经济效益、社会效益、技术水平及塔系优化进行了展望,显示了我国在高难度超大型塔器的研发和工程设计方面的跨越式发展及国际竞争力。     

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%。     

5kt／a1-己烯生产项目技术经济评价

1-己烯我国尚不能生产，影响了社会大量急需的其下游产品，高质量HDPE和LLDPE的生产。1-己烯价格昂贵，达1300美元／t。大庆石化分公司研究院开发成功乙烯三聚工艺。在100～130℃和4．0～6．0MPa下，单程转化率为75％，1-己烯选择性超过93％。对建设5kt/a该工艺装置的项目经济评价结果是：建设投资(含建设期利息)4310万元，销售收入3832万元／a，利润707万元／a；内部收益率15．63％(全部投资，所得税后)，超过行业基准收益12％。     

Optimization of the various modes of flexible operation for post-combustion CO2 capture plant

One option to mitigate the adverse effect of power plant output loss from adding a CO₂ capture plant is to operate it in flexible modes in which the capture level and/or regeneration rate are dynamically varied in response to varying electricity market demand and price. This can help the plant meet peak electricity demand and improve its overall profit. However, the benefit is offset by higher capital costs and/or CO₂ emission penalty. Various modes of flexible operation including capture level reduction and solvent storage have been optimized for a given post-combustion capture system with typical daily electrical energy price patterns and the results are compared with those from a fixed point operation. Effects of varying storage capacities and energy price patterns have also been evaluated. Simultaneous use of the two flexible modes is also optimized and the result showed significantly higher cost savings compared to the individual uses.     

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。     

CO2 capture from dry flue gas by vacuum swing adsorption: A pilot plant study

The capture and concentration of CO₂ from a dry flue gas by vacuum swing adsorption (VSA) has been experimentally demonstrated in a pilot plant. The pilot plant has the provision for using two coupled columns that are each packed with approximately 41 kg of Zeochem zeolite 13X. Breakthrough experiments were first carried out by perturbing a N₂ saturated bed with 15% CO₂ and 85% N₂ feed, which is representative of a dry flue gas from coal‐fired power plants. The breakthrough results showed long plateaus in temperature profiles confirming a near adiabatic behavior. In the process study, a basic four‐step vacuum swing adsorption (VSA) cycle comprising the following steps: pressurization with feed, adsorption, forward blowdown, and reverse evacuation was investigated first. In the absence of any coupling among the steps, a single bed was used. With this cycle configuration, CO₂ was concentrated to 95.9 ± 1% with a recovery of 86.4 ± 5.6%. To improve the process performance, a four‐step cycle with light product pressurization (LPP) using two beds was investigated. This cycle was able to achieve 94.8 ± 1% purity and 89.7 ± 5.6% recovery. The Department of Energy requirements are 95% purity and 90% recovery. The proposed underlying physics of performance improvement of the four‐step cycle with LPP has also been experimentally validated. The pilot plant results were then used for detailed validation of a one‐dimensional, nonisothermal, and nonisobaric model. Both transient profiles of various measured variables and cyclic steady state performance results were compared with the model predictions, and they were in good agreement. The energy consumptions in the pilot plant experiments were 339–583 ± 36.7 kWh tonne^?1 CO₂ captured and they were significantly different from the theoretical power consumptions obtained from isentropic compression calculations. The productivities were 0.87–1.4 ± 0.07 tonne CO₂ m^?3 adsorbent day^?1. The results from our pilot plant were also compared with available results from other pilot plant studies on CO₂ capture from flue gas. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 60: 1830–1842, 2014     

电化学介导胺再生CO2捕集系统电化学性能研究

二氧化碳(CO2)捕集是实现我国碳中和目标的重要手段.电化学介导胺再生(EMAR)CO2捕集系统是一种极具应用前景的碳捕集技术.为了进一步研究EMAR的电化学性能,利用H型电解池,对以乙醇胺(MEA)溶液为吸收剂,铜离子为金属配体的体系开展电化学行为研究.结果表明:阴极和阳极反应均是分步进行的,且均由扩散和电荷传递共同...     

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。     

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。     

5kt/a1-己烯生产项目技术经济评价

1-已烯我国尚不能生产,影响了社会大量急需的其下游产品,高质量HDPE和LLDPE的生产.1-己烯价格昂贵,达1 300美元/t.大庆石化分公司研究院开发成功乙烯三聚工艺,在100～130℃和4.0～6.0 MPa下,单程转化率为75%,1-己烯选择性超过93%.对建设5kt/a该工艺装置的项目经济评价结果是建设投资(含建设期利息)4 310万元,销售收入3 832万元/a,利润707万元/a;内部收益率15.63%(全部投资,所得税后),超过行业基准收益12%.