CO-,2-化學(xué)吸收技術(shù)研究.pdf

1、目前，二氧化碳控制技術(shù)是國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，而化學(xué)吸收技術(shù)被認(rèn)為是一種最具有工程可行性的CO2減排方案，本文對化學(xué)吸收的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)研究，研究了各種因素(包括吸收液種類、液/氣流體力學(xué)條件、設(shè)備條件和SO2影響等)對CO2脫除的影響規(guī)律，并進(jìn)行了電廠CO2分離工藝經(jīng)濟(jì)性分析。 首先進(jìn)行了單一吸收液(MEA、PZ和MEDA)在填料塔內(nèi)脫除CO2試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，液相傳質(zhì)阻力是主要控制因素，吸收液濃度、溫度和液氣比對CO2脫除起決

2、定作用；氣相傳質(zhì)阻力遠(yuǎn)小于液相，但有一定影響，提高煙氣CO2濃度和空塔氣速會使脫除效率降低；增加氣液接觸時(shí)間和面積會促進(jìn)傳質(zhì)，因此提高填料塔高徑比及填料比表面積均可以提高脫除效率。 為提高吸收效率降低化學(xué)吸收的再生能耗，對三種典型的混合吸收液(MEA/MDEA、MEDA/PZ和DEA/AMP)進(jìn)行了煙氣CO2的脫除試驗(yàn)研究，其中重點(diǎn)對混合吸收液的較佳濃度配比和較優(yōu)工藝操作參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明，三種的混合吸收液對CO2

3、吸收能力排序?yàn)椋?0％MEA+2％MDEA吸收液>10％MDEA+4％PZ吸收液>10％DEA+2％AMP吸收液。添加劑對吸收液主體的活化規(guī)律為：MDEA與MEA/MDEA負(fù)相關(guān)，濃度越低越好(最佳值2％)；PZ與MDEA/PZ正相關(guān)，濃度越高越好；AMP與DEA/AMP正相關(guān)，但化學(xué)增強(qiáng)因子值較低?；旌衔找旱妮^優(yōu)的適應(yīng)溫度為：MEA/MDEA和DEA/AMP對溫度較敏感，最佳溫度為50℃左右；MDEA/PZ對溫度適應(yīng)性較強(qiáng)，較佳溫度

4、為40℃左右。三種吸收液與主體濃度、液氣比、填料塔高徑比和填料比表面積均正相關(guān)。 氨水作為一種新型吸收劑目前受到國內(nèi)外的關(guān)注，本文進(jìn)行了氨水脫除CO2的試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：與其他吸收液相比，氨水對CO2的吸收效果最佳，在較低濃度下也可得到較好脫除效果。在操作參數(shù)方面，氨水對溫度變化很敏感，在35℃出現(xiàn)峰值，此時(shí)吸收效果最佳；在液氣比為8.3～12.5L/m3下，10％氨水吸收性能最佳，而當(dāng)液氣比高于16.7L/m3后，氨水的吸

5、收效率與10％MEA相當(dāng)，說明提高液氣比會加速氨水揮發(fā)；氨水與填料塔高徑比和填料比表面積均正相關(guān)，較佳高徑比為22.5。 本文還研究了煙氣中SO2濃度對吸收液(MEA、氨水、MEA/MDEA、MEDA/PZ和DEA/AMP)的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著煙氣中SO2濃度的升高，SO2對CO2脫除效果的影響增大。對SO2耐受性：MEA吸收液>氨水吸收液>DEA/AMP吸收液>MDEA/PZ吸收液>MEA/MEDA吸收液，但SO2

6、相對CO2含量甚微，其對脫除效率改變并不十分顯著；相比其他吸收液，SO2對氨水脫除CO2影響最小，在理論上可以實(shí)現(xiàn)SO2與CO2的聯(lián)合脫除。另外，提高吸收液濃度和液氣比均可以減弱SO2影響，當(dāng)MEA濃度為30％或液氣比為16.7L/m3，SO2的影響可忽略(<0.5％)。 論文最后對75t/h燃煤電廠配備化學(xué)吸收技術(shù)與膜吸收技術(shù)的兩種脫除CO2工藝進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性對比分析。結(jié)果顯示，在總投資方面，化學(xué)吸收技術(shù)低于膜吸收技術(shù)；