MEA/DEA化学法捕集电厂烟气CO2系统再生能耗分析

基于胜利电厂4万t/a烟气CO2捕集和纯化系统的设计与运行情况,推导出化学法CO2捕集工艺系统再生能耗的计算公式,分别探讨了吸收装置性能、吸收剂性质和贫富液换热器性能对再生能耗的影响,比较了MEA与DEA两种吸收液的再生能耗随吸收液浓度、可再生度以及贫富液换热器性能的变化规律.分析结果表明:在一定质量浓度极限内,提高吸收剂溶液的浓度可以降低再生能耗;通过对吸收剂进行适当配比,也可以有效降低再生能耗;提高富液的再生度可以降低再生能耗;提高贫富液换热器的性能在一定程度上可以降低再生能耗,但是投资成本也相应增加,应在投资成本和再生能耗之间选择一个优化的贫富液换热器的性能值.     

电厂中CO_2捕集技术的成本及效率

电厂中CO2捕集过程中成本过高和额外能耗问题是CO2捕集与封存(CCS)技术迄今没有大规模应用的重要障碍之一。针对电力部门,重点总结并比较各种CO2捕集技术成本,分析影响成本的重要因素,量化捕集过程中的效率损失、能源需求以及相关资源消耗。结合中国未来发展趋势,分析实行CO2捕集技术对中国能源和经济的影响。结果表明,超超临界煤粉电厂和IGCC电厂是未来CO2捕集技术发展的首选电厂类型。中国应积极进行CO2捕集技术的研发,使得成本和效率损失大幅度下降,使带有捕集的电厂成为中国温室气体减排方面重要的技术储备。     

CO2捕集过程中有机胺热降解的实验研究

在使用有机胺捕集CO2的工艺中,胺的降解性质是评价胺的重要因素之一。该文使用不锈钢密闭反应器和强制对流烘箱,在相同CO2负荷条件下分别考察了乙二胺(EDA)、1,2-二胺基丙烷(MEDA)、2-哌啶乙醇(2-PE)、哌嗪/2-氨基-2-甲基-1-丙醇(PZ/AMP)混合溶液在373～423K的热降解过程。除乙二胺外,所有实验的胺类的热降解速率都低于常用的乙醇胺(MEA)的热降解速率。在乙二胺分子上添加空间位阻有助于降低胺的热降解速率。本身具有热稳定结构的胺与其他胺类混合后,其热降解速率可能会提高。     

相变吸收剂捕集二氧化碳的研究进展

人类工业活动排放的大量CO_2气体是导致全球变暖的主要因素,CO_2捕集、封存与利用(CCUS)是实现碳减排和应对全球变暖最有效的技术方向。常用的CO_2捕集技术中,采用有机胺类化学吸收剂的水溶液捕集CO_2面临的主要技术难题是再生能耗高,如何降低能耗将直接关系到CCUS技术的未来走向。相变吸收剂在吸收CO_2时具有优异的吸收特性,而且可分离为液-液或液-固两相,其中一相富集CO_2,在降低能耗方面呈现出较大优势。通过对传统有机胺水溶液脱除CO_2工艺的能耗结构进行分析,综述了CO_2相变吸收体系在碳捕集方面的研究现状,并对相变吸收剂的研究动向和技术发展前景进行了展望:探索相变吸收剂的相变机理,解决其组成和工艺稳定性问题;开展微胶囊、极性摆动等新型吸收剂和耐热酶、固体酸等催化再生技术方面的研究。     

醇胺法碳捕集工艺解吸塔能耗分析

解吸塔的能耗是评价醇胺法的重要技术指标。针对解吸塔反应精馏的特点,在MESH方程(质量平衡方程、相平衡方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)中加入反应项建立平衡级静态模型,得到与再生能耗相关的直接因素,定性分析这些因素对再生能耗的影响。结果表明,再生能耗主要集中在解吸塔内升温吸热和解吸化学吸热过程,且MEA浓度、塔底压力等参数对能耗也有较大影响。     

醇胺法碳捕集工艺解吸塔能耗分析

解吸塔的能耗是评价醇胺法的重要技术指标。针对解吸塔反应精馏的特点,在MESH方程(质量平衡方程、相平衡方程、摩尔分数归一化方程、能量平衡方程)中加入反应项建立平衡级静态模型,得到与再生能耗相关的直接因素,定性分析这些因素对再生能耗的影响。结果表明,再生能耗主要集中在解吸塔内升温吸热和解吸化学吸热过程,且MEA浓度、塔底压力等参数对能耗也有较大影响。     

CO2捕集技术的研究进展

据统计,现在每年排入大气的CO2高达290亿吨,而约有一半的CO2存留于大气中。介绍了近年来二氧化碳捕集技术路线和国内外的有关研究项目,分析了各种方法的分离原理及优缺点,并对二氧化碳捕捉技术的发展前景进行了展望。     

探讨适合中国的CO2捕集技术

 论述了当前中国捕集CO₂的必要性,探讨了适合中国的CO₂捕集技术。CO₂捕集技术主要分为燃烧前捕集、氧化燃料燃烧捕集、燃烧后捕集3类。由于中国短期内没有能力建设大规模的包含CO2捕集及储存系统的电厂,重点探讨现有电厂的改进问题。很多国家开展了基于燃煤电厂CO₂捕集技术研究,并达到了中试实验水平。中国对于CO₂捕集技术的研究始于20世纪80年代,研究重点主要偏向于燃烧前及燃烧后,忽略了氧化燃料燃烧问题。从国外对氧化燃料燃烧和燃烧后CO₂捕集技术的对比研究看,将一个普通的煤燃烧电厂更新改进成燃烧后捕集电厂所需资本大于改进成氧化燃料燃烧系统需要的资本,而且更新后的氧化燃料燃烧系统运行与维修成本约为燃烧后捕集电厂的一半。氧化燃料燃烧CO₂捕集技术投资和运营成本低,且CO₂捕集率高,是适合中国现阶段国情的CO₂捕集技术。     

燃煤电站胺法碳捕集吸收塔的腐蚀特性

腐蚀一直困扰着脱碳装置的正常操作和经济运行。为了解胺法CO2捕集系统的腐蚀特性并改善腐蚀问题,该文采用新型混合有机胺CO2吸收剂,在捕集CO2中试实验台上进行了连续运行实验,采用扫描电镜和X射线衍射仪对吸收塔典型位置的碳钢腐蚀片进行了形貌特征、腐蚀产物成分以及元素含量分析。结果表明:4处典型位置的腐蚀程度由高到低依次为模拟烟气入口、吸收剂出口、模拟烟气出口、吸收剂入口;模拟烟气入口的腐蚀产物为FeO(OH),可能是由Fe(OH)2转化而来,其余3处没有检测到典型的CO2腐蚀产物;气态CO2对吸收塔的腐蚀作用最大。     

金属络合阴离子型离子液体的合成、性能及对CO_2的捕集

以1-丁基-3-甲基咪唑阳离子([Bmim]+)型离子液体[Bmim]X(X=Cl,Ac)和等物质的量的无机盐AXn(A=Fe,Zn)为原料,通过一步法合成了金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1],测定了离子液体在不同温度下的密度和黏度,采用经验模型关联了密度、黏度与温度的关系,对比研究了CO2气体在[Bmim]X和[Bmim][AXn+1]中的溶解度。[Bmim]X和[Bmim][AXn+1]的密度和黏度均随温度升高而下降,金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1]的密度远远大于对应的传统离子液体[Bmim]X的密度。[Bmim][ZnCl3]和[Bmim][Zn(Ac)3]的黏度远远高于对应的[Bmim]Cl和[Bmim]Ac的黏度,但[Bmim][FeCl4]的黏度远低于对应的[Bmim]Cl的黏度。金属络合阴离子型离子液体[Bmim][AXn+1]吸收CO2的能力显著提高。     

烟气中的CO_2对CaO吸附痕量硒元素的影响

在700℃左右的中温范围,CaO能够通过化学吸附作用脱除燃煤烟气中的有毒痕量元素——硒(存在形式为SeO2)。为探索烟气中的CO2对CaO吸附硒能力的影响,利用热重分析仪(TGA)进行吸附反应试验,通过CaO样品质量变化确定反应速率,并利用原子发射光谱(ICP-AES)确定CaO的硒吸附量。试验发现:CaO吸附SeO2的能力大于其吸附CO2的能力,SeO2能够置换被CaO吸附的CO2,进而与CaO结合;当存在高浓度的CO2时,痕量的SeO2气体仍然可以被CaO吸附;在700~760℃范围内,由于CO2竞争作用的影响,CaO的固硒能力降低12%~35%;CO2的竞争影响随温度的升高而减小。     

Multi-pollutants simultaneous removal from flue gas

The multi-stage humidifier semi-dry flue gas cleaning technology, the CRS plasma flue gas cleaning technology and oxidative additive flue gas cleaning technology were investigated for multi-pollutants removal. The semi-dry flue gas cleaning technology using multistage humidifier and additive can improve oxidation and absorption, and it can achieve high multi-pollutants removal efficiency. The CRS discharge can produce many OH radicals that promote NO oxidation. Combining NaOH absorption can achieve high deSO2 and deNOx efficiencies. It is very fit of the reconstruction of primary wet flue gas desulfurization (WFGD). In addition, Using NaClO2 as additive in the absorbent of WFGD can obtain very high removal efficiency of SO2 and NOx.     

3000m^3／h烟气脱硫试验系统的设计与运行

在基础性研究工作的基础上，进行了３０００ｍ＾３／ｈ脉冲放电等离子体烟气脱硫的小型工业性试验。该试验结果证实了脉冲放电等离子体烟气脱硫技术的可行性。     

羟基脱除烟气中SO2的实验研究

利用强电离放电，将烟气中大部分O2、N2、H2O等气体分子电离后再按羟基(OH)结构模型加工成高浓度OH，在120℃不用外加催化剂吸收剂的条件下，在等离子体反应室内将SO2直接氧化成H2SO4雾，再用予荷电宽极距电收雾器加以回收成重要化工原料H2SO4实验中分别研究了气体中的含水量、含氧量以及放电间隙内折合电场强度E／n等因素对脱硫效率的影响．实验结果表明，含水量、含氧量以及折合电场强度的增加，都可以使SO2脱除率显著提高，在适宜的条件下，SO2脱除率可达到100％．     

活性焦脱烟气SO2过程的流场模拟

活性焦烟气脱硫技术是采用多孔活性焦,通过吸附作用对烟气中的SO2进行脱除.为了解操作参数与结构参数对吸附脱硫塔效率的影响,使用数值模拟的方法对活性焦烟气脱硫装置内部流场进行分析.结果表明:入口结构对进气分布影响很大,在较合适的入口速度10～14 m/s范围内,脱硫效率为89.6％～ 92.3％;而进气分布的均匀性、吸附温度及水蒸气含量等操作参数的准确选择是保证脱硫效率的关键.     

类水滑石与常规吸附剂中高温脱除HCl实验研究

为获得中高温条件下高效脱除烟气中HCl的吸附剂,对自制类水滑石吸附剂HTL与常用的吸附剂CaO,NaHCO3在不同温度(300~700℃)、不同HCl初始浓度(750~1 500 mg/m3)以及不同反应时间条件下对HCl的脱除特性进行了比较研究.结果表明:随HCl初始浓度的升高、反应时间的延长,CaO,NaHCO3的脱除效率都呈下降趋势;随温度升高,CaO对HCl的脱除效率一直呈下降趋势,而NaHCO3对HCl的脱除效率先下降,在550℃后又呈现上升趋势,并且在温度高于600℃时NaHCO3,CaO均出现了结块和熔融现象;而以上各条件对HTL的影响不大,其脱除效率一直高于95%.     

UV辐照强化NaClO溶液湿法脱硝的实验研究

在实验室条件下,开展UV辐照强化NaClO溶液湿法脱硝实验研究,考察了UV辐照时间、NaClO溶液有效氯浓度与溶液初始pH值等因素对NO氧化率及强化率的影响。结果表明,随着UV辐照时间从5 min增加至17.5 min,NaClO溶液NO氧化率迅速升高,与无UV辐照条件相比,NO氧化效果得到显著增强。在相同UV辐照条件下,随着NaClO溶液有效氯浓度降低,NO氧化强化率不断提高。溶液初始pH值对NO氧化率及强化率影响较大。在实验研究基础上,对相关因素的影响机理以及UV/NaClO工艺强化NO氧化的可能反应途径进行了讨论。     

功能化离子液体脱除烟气中SO2的研究进展

功能化离子液体具有独特的物理化学性质,在烟气脱硫领域受到广泛关注。综述了胍盐类、醇胺类、醚类功能化离子液体在工业烟气脱除二氧化硫方面的最新研究,介绍了聚合及负载2种固载化离子液体在工业烟道气脱硫方面的应用情况,提出了离子液体工业化应用中做好基础研究工作的相关建议:一是开发脱硫功能化离子液体,从理论上探讨并提出离子液体的脱硫反应机理和具体模型;二是开展固载化离子液体的研究,探索其循环使用性能,提高使用寿命。     

FeSO4溶液催化氧化脱除烟气中SO2研究

提出了一种烟气脱硫新工艺．实验在无其他催化剂条件下进行,FeSO4为脱硫吸收液．脱硫过程中加入铁屑以实现高脱硫率和回收硫的目的．对比实验发现加入铁屑可显著提高SO2脱除效率．连续运行实验结果表明,脱硫率与吸收液pH的变化同步．吸收液中总铁物质的量浓度随时问的变化及初始FeSO4物质的量浓度对脱硫率和吸收液pH的影响显示,在保持较高脱硫率的同时,制取高浓度FeSO4溶液是可行的．并调查了吸收温度、液气比、空塔气速和SO2入口质量浓度对脱硫率和吸收液pH的影响．     

蒸汽相变促进湿法脱硫净烟气中细颗粒物的脱除

采用石灰石/石膏法脱硫工艺,结合蒸汽相变原理,实验考察了除雾器类型、脱硫净烟气特性、蒸汽添加量及同时在除雾器上喷低温水等对细颗粒物脱除性能的影响.结果表明:在脱硫净烟气中添加适量蒸汽,可显著提高细颗粒脱除效果,且脱除效率随蒸汽添加量增加而提高;丝网除雾器比板波纹除雾器更适于凝结长大细颗粒物的脱除;脱硫净烟气特性对细颗粒...