膜吸收和化學吸收分離CO2特性的研究.pdf

1、本研究主要針對基于化學反應的煙氣CO2分離技術能耗過高的問題，首先從新吸收劑開發(fā)和新再生工藝實驗研究兩方面來探討工藝能耗降低的可行性。最后，對兩種技術進行深入的技術經(jīng)濟性對比分析，分析兩種技術的優(yōu)缺點和適應性，并進行詳盡的影響因素分析。本文共分9章，各章的研究內(nèi)容如下：
　　 第1章：緒論。詳細闡述了CO2過量排放而導致的溫室效應的危害，引出為何必須進行CO2控制，尤其是控制燃煤電廠煙氣中CO2排放。接著，綜述了各種CO2分離回

2、收技術，并對CO2分離回收技術的機理、應用狀況、存在的問題及目前的研究現(xiàn)狀進行了分析。同時，也對各種技術的優(yōu)缺點和應用性進行了對比分析，得出基于氣液化學反應的煙氣CO2分離技術對燃煤煙氣中CO2控制將是一種比較好的選擇．其次，簡要敘述了幾種常見的CO2固定和利用技術。最后，詳細分析了基于氣液化學反應的煙氣CO2分離技術現(xiàn)在存在的問題，并依此引出本文的主要研究內(nèi)容。
　　 第2章：基于化學吸收的CO2分離技術研究進展。主要從吸收劑

3、開發(fā)、新工藝開發(fā)和再生工藝改進等幾方面綜述了國內(nèi)外研究者關于降低系統(tǒng)能耗的研究思路和研究動態(tài)。在吸收劑研究現(xiàn)狀中，詳細敘述了氨水吸收劑、混合有機胺吸收劑和新型離子液體這三類典型吸收劑的研究動態(tài)、目前存在的問題以及可能的解決技術；在工藝改進和開發(fā)方面，詳細敘述了現(xiàn)在出現(xiàn)的改進工藝、新工藝的流程和降耗潛能。
　　 第3章：典型混合吸收劑的CO2吸收和再生機理研究。在鼓泡式吸收和熱再生實驗裝置上，對相同質(zhì)量濃度的九種典型單一吸收劑的C

4、O2吸收和再生特性進行實驗研究，并提出一種新的吸收劑C02吸收和再生綜合評價方法。其次，根據(jù)單一吸收劑的吸收和再生特性，提出三種典型的混合吸收劑的配比形式。對三種混合吸收劑的CO2吸收特性、再生特性和再生能耗需求進行詳細分析，初步得出較優(yōu)的吸收劑混合配比。
　　 第4章：典型混合吸收劑的膜吸收和化學吸收特性研究及降耗潛能分析。采用小型中空纖維膜接觸器進行CO2的吸收特性實驗研究，并結(jié)合再生能耗指標對不同配比的混合吸收劑的降耗性能

5、進行分析，最終獲得較優(yōu)的吸收劑混合配比。本章還對所確立的較優(yōu)配比的混合吸收劑的化學吸收特性進行了試驗研究，并從傳質(zhì)系數(shù)、相對傳質(zhì)高度和C02脫除效率等角度對混合吸收劑的CO2吸收性能進行了分析。
　　 第5章：吸收劑富CO2溶液減壓再生機理研究。在固定式真空減壓再生機理實驗臺上進行大體積富液的減壓再生實驗，并分析減壓再生的機理及其可行性。
　　 第6章：吸收劑富CO2溶液中空纖維膜減壓再生實驗研究。采用中空纖維膜接觸器實

6、驗臺進行了富液連續(xù)流動時的減壓再生實驗，并對富液運行狀態(tài)、富液溫度、流量、壓力、CO2負荷和富液濃度等關鍵操作參數(shù)的影響規(guī)律進行了實驗研究。最后，分析了吸收劑分子結(jié)構對吸收劑減壓再生特性的影響。
　　 第7章：膜減壓再生傳質(zhì)數(shù)學模型。建立中空纖維膜減壓再生的傳質(zhì)數(shù)學模型，并與實驗結(jié)論進行對比，同時以此模型對膜浸潤的影響進行預測。
　　 第8章：膜吸收法、化學吸收法和膜減壓再生技術分離回收煙氣CO2的技術經(jīng)濟性分析。首先，

7、從試驗角度對化學吸收法和膜吸收法CO2分離技術進行對比，重點討論膜被浸潤和堵塞狀態(tài)下，兩種技術的CO2分離性能。在經(jīng)濟性分析中，以毛發(fā)電量為840 MWe的超超臨界燃煤電站為例，從凈現(xiàn)值NPV角度出發(fā)，詳細分析了CAS+HRS、MAS+HRA和MAS+MVR三種技術的經(jīng)濟性，并分別對其影響進行分析。同時，進行了煤價格、電廠負荷因子、膜價格、膜壽命、吸收劑技術革新等對COE和CO2回避成本的敏感性分析。
　　 第9章：全文總結(jié)與展