MEA溶液捕集CO_2工艺优化及能耗分析
CO_(2)捕集技术的研究现状
第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021 CO2捕集技术的研究现状张艺峰王茹洁2,邱明英1,崔岩王建华朱繁任乐1,张传波史光I(1.中冶京诚工程技术有限公司，北京100176；2.华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定071003)摘要:针对目前主要的CO?捕集技术进行了综述，总结了各种技术的优缺点，并阐述了各种方法目前存在的问题，指出了可能的改进方法，并提出未来CO?捕集技术研究的重点以及方向。
关键词:二氧化碳;碳捕集技术;化学吸收中图分类号:TQ031；TQ038；X511；X701文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)04-1082-05CO2Capture technology research statusZHANG Yi-feng,WANG Ru-jie2,QIU Ming-ying, CUI Yan,WANG Jian-hua,ZHU Fan1,REN Le1,ZHANG Chuan-bo1,SHI Guang'(1.MCC Capital Engineering&Research Incorporation Limited,Beijing100176,China；2.School of Environmental Science and Engineering,North China Electric Power University,Baoding071003,China)Abstract:This article reviews the current main C02capture technologies,summarizes the advantages and disadvantages of various technologies,elaborates the current problems of various methods,points out possible improvement methods,and puts forward the focus of future C02capture technology research and direction.Key words:carbon dioxide；carbon capture technology；chemical absorption近年来,C02的排放引发了温室效应等一系列环境问题，使得C02捕集成为当今世界备受关注的问题3]O根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的预测，到2100年，全球气温估计将上升大约1.4 ~5.8咒⑶，大大超过生态环境的负荷引发严重的全球气候问题⑷。
中空纤维膜吸收低浓度CO_2工艺研究
摘 要 ： 采用疏水性聚丙烯 中空纤维膜组件 为吸收装置 ， 分别 以一乙醇胺 （ Ａ） ＭＥ 和甘氨酸钾 （ Ｇ） Ｐ 为吸收液
对低 浓度 Ｃ ， ≤０ ５ ） 行 吸 收 ， 察 了吸 收 液 浓 度 、 收 液 流 量 、 收 液碳 化 度 、 体 流 量 、 气 Ｃ 含 量 、 液 流 Ｏ （ ．％ 进 考 吸 吸 气 进 Ｏ 气 动方 式 等 因素 对 Ｃ 吸 收 效 率 叼和 总 体 积 传 质 系 数 Ｋ ａ的 影 响 ， 时 对 ２种不 同 结 构 的 中空 纤 维 膜 接 触 器 进 行 了 比 Ｏ 同 较 。研 究 结 果 表 明 ： Ａ和 Ｐ 均 可作 为 低 浓 度 Ｃ 吸 收 的 吸 收 剂 ， 在 相 同操 作 条 件 下 ， Ａ 的 吸 收 效 果 优 于 Ｐ ＭＥ Ｇ Ｏ 但 ＭＥ Ｇ； 吸收 过 程 主要 受 气 相 阻力 控 制 ， 液 采 取 逆 流 或 并 流 的流 动方 式对 吸 收 效 果 影 响 不 大 。 气
Ｚ ＨＡＮＧ Ｃ ａ ｇｊ ＹＩ ｎ ｈ ａ Ｚ ｈ ｎ —ｉ ｎ， Ｎ Ｙａ —ｕ ， ＨＯＵ Ｘｕ， ＨＯ ｕ －ｈ ｎ ＧＯＮＧ Ｊ ｎｓ ｎ Ｚ Ｕ Ｊ ｎ ｃ ｅ ｇ， ｕ —ｏ ｇ
（ ｈ ８ Ｒ ｓ ａｃ ｎ ｔ ｕｅＯｆＣ Ｉ Ｈａ ｄ ｎ ０ ６ ２ Ｃ ｉａ Ｔ ｅ７ ｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓ ｔｔ Ｓ Ｃ， ｎ ａ ５ ０ ７， ｈｎ ） １ ｉ
第３ ２卷 第 ｌ ０期
２１ ０ ０年 １ 月 Ｏ
舰
船
科
学
技
术
Ｖｅ ． ２． ＮＯ １ １３ ． ０ Ｏｃ ．，２ ０ ｔ ０１
醇胺溶液吸收与解吸CO_2的研究
第一作者:盖群英,男,1980年生,硕士研究生,研究方向为气体净化与分离。
醇胺溶液吸收与解吸CO 2的研究盖群英 张永春 周锦霞 宋 微(大连理工大学精细化工国家重点实验室,辽宁 大连116012)摘要在温度333K 、常压条件下,在羟乙基乙二胺(AEE )总量一定的溶液中,研究了不同浓度AEE 对CO 2的吸收性能;在总胺质量分数为40%的溶液中,研究了不同配比的AE E+N 甲基二乙醇胺(M DEA)对CO 2的吸收性能。
考察了吸收过程中吸收速率、吸收量、吸收时间、AEE 浓度以及吸收液温度的相互关系。
控制解吸过程温度为393K,考察了CO 2解吸量与解吸时间的关系。
实验表明,适当降低AEE 浓度有利于充分发挥AEE 溶液的CO 2吸收性能;在M DEA 溶液中加入适量AEE,可以明显提高CO 2的吸收与解吸性能;其中质量分数为20%AEE+20%M DEA 的复合溶液在CO 2吸收与解吸过程中表现出良好的实际操作性。
关键词CO 2 吸收 解吸 羟乙基乙二胺 N 甲基二乙醇胺Study on absorption and desorption of C O 2by alcamines Gai Q uny ing ,Zhang Yongchun,Zhou J inx ia,Song W ei.(S tate K ey Labor ator y of F ine Chemical,D alian Univer sity of T echnology ,D alian L iaoning 116012)Abstract: A study o f carbon diox ide(CO 2abso rptio n perfo rmance has been carr ied out in diverse aqueous amine so lutio ns consisting of 2 (am ino ethylamino)ethano l(A EE)under a cer tain weig hed A EE.A lso ,a study of car bo n di o xide(CO 2)absorptio n/deso rption perfo rmance has been carr ied o ut in diverse aqueous amine so lutio ns consisting dif fer ent r atio of 2 (aminoethy lamino)ethano l(AEE)+N methy ldiethano lamine(M DEA)under a to tal o f 40%w eighed amines solut ions.T he absorptio n pro cess estimated t he interr elatio n of abso rptio n rate,abso rption ca pacity ,absor ption time,and the co ntent of A EE and system temperature.T he abso rption t emperat ur e is contr olled at 333K.T he de so rption temperature is contro lled at 393K and this pro cess est imated the inter relat ion of abso rptio n capacity and ab so rption time.T his ex per iment indicates that r educing t he co ntent of A EE pr operly,can help the so lutio n make the most of its absor pt ion functio n;adding the pr oper co ntent of A EE into the M DEA solution can evidently acceler ate the absor pt ion and deso rptio n funct ion of the A EE+M D EA sy stem;and the mix ed solution of 20%A EE and 20%M DEA puts a go od actual operatio n in bot h absor ption and deso rptio n pro cess.Keywords: CO 2;abso rptio n;deso rption;A EE;M DEA近年来,全球平均温度普遍升高,温室效应逐渐加重,CO 2的过度排放是造成此现象的罪魁祸首。
复配醇胺水溶液捕集CO2过程中的解吸研究进展
第50卷第'期2021年'月应用化工Appeoed ChemocaeIndusteyVoe.50No.1Jan.2021复配醇胺水溶液捕集CO2过程中的解吸研究进展吕春捷李孟盈徐立华1，王乐萌1>2，王茹洁付东1>2，张盼1>2(1-华北电力大学(保定)环境科学与工程系，河北保定071003；2.华北电力大学(保定)河北省燃煤电站烟气多污染物协同控制重点实验室，河北保定071003)摘要:针对复配醇胺捕集CO2过程中出现的问题,介绍了复配醇胺捕集CO2的解吸机理和再生能耗。
针对解吸过程的再生能耗过高这一关键问题，总结了传统加热解吸、固体酸催化剂催化解吸和矿化结晶解吸CO2的方法，介绍了优化工艺降低醇胺再生能耗的一般特性。
关键词捕集;解吸;醇胺;再生能耗中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)01-0238-06Research progress in desorbtion of CO2captere byblended amine aqueous solutionLM Chun-jie1，LI Meng-ying1，XU Li-hua1，WANG Le-meng1,2，WANG Ru-jie1，2,FU Dong1，2, ZHANG Pan1，2(1-Colleyc of Environmental Science and Engineering,North China Electric Power University,Baoding071003,China；2.Hebe oKey Lab ofPoweePeantFeueGasMueto-Po e u tantsConteoe，Noeth ChonaEeecteocPoweeUniversity,Baoding071003,China)Abstract:Aiming at the problems occurred in the process of captu/ng CO2by compound amine.The daomtdn mechanism and reyeneration*agy consumption of CO2capture by compound amine method were introduced.For the k*problem of excessive*agy consumption in the daomt/n process,the traditional heating,solid acid catalyst addition and mineralization cost/Czd/n were summaczed.The general chd/cW/s/cs of the optimization process to reduce the*agy consumption of amine reyeneration were also intoduced.Key words:CO2capture；daorptOn；dmine;reyeneration*agy燃煤电厂中C02排放量的不断增加导致全球变暖日益严重［'］。
单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟
单乙醇胺(MEA)捕获二氧化碳过程解吸能耗的模拟梁志武;那艳清;李文生;TONTIWACHWUTHIKUL P T【期刊名称】《湖南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2009(036)011【摘要】The effects of CO_2 lean loading (CLL) and feeding rate of rich amine on reboiler heat duty (Qreb) for 30wt% MEA-based CO_2 baseline absorption-stripping process with a packed-bed absorber and a packed-bed stripper were simulated with ProMax2.0. The simulation was conducted for a whole absorption-stripping system and a decoupled stripping system, respectively, to obtain the single effect for each CLL and the solution circulation rate (SCR) that would otherwise impact Qreb interactively in the whole process. The results for the whole process simulation at 90% CO_2 removal efficiency showed that Qreb was rapidly dropped and then slightly increased with the increase of CLL. The minimum Qreb point was 3.24GJA CO_2, where CLL and CO_2 rich loadings (CRL) were 0.20 and 0.493 MCPM, respectively, and SCR was 335 NM~3/h. In contrast, for the decoupled stripping system, an increase in feeding rate of rich a-mine to the stripper under fixed CLL and CRL had no effect on the Qreb. However, the change of SCR for the absorption-stripping system, which was caused by a variation of solution composition including CLL, CRL or both, showed an influence on the heat duty.%采用ProMax2.0模拟了30% (质量分数)单乙醇胺填料塔吸收 - 解吸CO_2的传统流程,考察了贫吸收液CO_2负载(CLL)和溶液循环流速(SCR)对解吸用再沸器热负荷(Qreb)的影响.全系统模拟结果表明,当CO_2 移除效率为90%时,CLL增加导致Qreb显著下降后再缓慢上升,其最佳值为0.20 mol CO_2/mol MEA (MCPM),此时Qreb达最小值3.24 GJ/t CO_2.单独的解吸系统模拟结果显示,当CLL 和富吸收液CO_2负载(CRL)不变时,解吸塔中富胺进料流量的变化不影响热负荷.然而,由于全吸收 - 解吸系统CLL和CRL的变化则直接导致解吸塔富胺进料流量和热负荷的变化.【总页数】5页(P57-61)【作者】梁志武;那艳清;李文生;TONTIWACHWUTHIKUL P T【作者单位】湖南大学,化学化工学院,CO2捕获与封存国际合作中心(iCCS),湖南长沙 410082;International Test Center for CO2 Capture (ITC), Univ of Regina, Saskatchewan S4S 0A2, Canada;湖南大学,化学化工学院,CO2捕获与封存国际合作中心(iCCS),湖南长沙 410082;湖南大学,化学化工学院,CO2捕获与封存国际合作中心(iCCS),湖南长沙 410082;湖南大学,化学化工学院,CO2捕获与封存国际合作中心(iCCS),湖南长沙 410082;International Test Center for CO2 Capture (ITC), Univ of Regina, Saskatchewan S4S 0A2, Canada【正文语种】中文【中图分类】TQ028.1【相关文献】1.MEA吸收-解吸二氧化碳过程的优化 [J], 屈紫懿;杜敏;周建军2.Aspen Hysys用于单乙醇胺液（MEA）捕集二氧化碳装置工程设计及优化 [J], 李博鑫3.Aspen Hysys用于单乙醇胺液（MEA）捕集二氧化碳装置工程设计及优化 [J],李博鑫4.单乙醇胺吸收CO2的热力学模型和过程模拟 [J], 李晗;陈健5.MEA吸收-解吸CO2过程的工艺流程模拟 [J], 阳彩霞;张晓辉;乔爱民;李伟;范强;任姬敏;许文苑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2的试验研究
电厂烟气CO_2胺法捕集工艺模拟优化
2009年第28卷增刊CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·293·化工进展电厂烟气CO2胺法捕集工艺模拟优化刘炳成1, 2，张煜1，李聪1, 2，张建1（1胜利石油管理局，山东东营257000；2青岛科技大学机电工程学院，山东青岛266061）摘要：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。
关键词：二氧化碳捕集；电厂烟气；MEA；工艺模拟随着经济的发展，人类对化石燃料的需求量的不断增加，导致CO2的排放量逐年提高，造成越来越严重的地球温升问题。
火电厂是CO2的集中排放源，其CO2排放量约占人类活动引起的CO2总排放量的30%[1]。
现阶段CO2回收方法主要有吸收法和分离法两种方法，而化学吸收法在工业上的应用尤为广泛。
在传统的化学脱碳过程中，应用一乙醇胺(MEA)法脱除CO2已进行了广泛的研究，并成功地用于化工厂的CO2回收，但其成本高达34美元/吨[2]。
应用化工流程模拟技术可以节省过去由试验(小试与中试)探索最佳工艺工况条件所消耗的大量资金、时间和人力，能够方便地从整个系统的角度来认识、分析、预测生产中深层次的问题，达到优化生产、节约资源、提高经济效益的目的。
本文针对目前胺法脱碳成本偏高的问题，基于ProII模拟平台，对电厂烟气二氧化碳捕集进行流程剖析、工艺优化，为低成本大规模捕集二氧化碳提高理论指导。
1 基本原理根据理论分析，MEA与CO2反应生成比较稳定的氨基甲酸盐，在再生过程中需要较多的能量才能分解，导致再生能耗较大。
同时氨基甲酸盐对设备的腐蚀性较强，又易形成水垢。
MEA与CO2的反应式[3]如下：CO2+HOCH2CH2NH2=HOCH2CH2HNCOO－+H+ （1）HOCH2CH2HNCOO－+H2O=HOCH2CH2NH2+HCO3－（2）HOCH2CH2NH2+H+=HOCH2CH2NH3+ （3）反应为放热反应，在加热作用下，反应将会逆向进行，可对醇胺溶液进行再生。
CO2捕集的吸收溶解度计算和过程模拟
CO2捕集的吸收溶解度计算和过程模拟郑碏;董立户;陈健;高光华;费维扬【摘要】为了降低CO2吸收法捕集技术的能耗和成本,以目前常用的单乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2为例,采用电解质非随机双流体热力学模型(E-NRTL),对溶液中的CO2气体溶解度进行计算,计算过程包含了化学反应平衡和汽液平衡,计算结果和文献数据相吻合.在此基础上,建立了CO2吸收过程模拟程序和包括解吸能耗、气体压缩能耗以及液体输送能耗的过程总体能耗的计算方法,继而通过过程模拟分析了吸收塔和解吸塔压力、溶液浓度和流量等因素对吸收捕集过程的总体能耗的影响,获取了最优的工艺条件,为以后新C02吸收捕集过程提供能耗分析方法基础.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2010(061)007【总页数】7页(P1740-1746)【关键词】CO2捕集;气体溶解度;过程模拟;工艺优化【作者】郑碏;董立户;陈健;高光华;费维扬【作者单位】清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京,100084;清华大学化学工程联合国家重点实验室,北京,100084【正文语种】中文【中图分类】TQ021.4气候变暖已成为全世界关注的焦点问题,造成的各种全球性环境问题已向人类敲响了警钟[1-4]。
气候变暖的主要原因是以CO2为主的温室气体的排放量迅速增加,为了减少CO2的排放,除了节能降耗和使用新能源以外,CO2的捕集和封存技术(CCS)显得尤为重要。
但目前CCS的实施费用和能耗仍然很高,降低其能耗和成本是目前的研究热点[5-6]。
采用吸收法分离和捕集CO2的技术和工艺有悠久的历史,大量用于炼油、合成氨、制氢、天然气净化等工业过程,相对比较成熟,有大量经验可以参考。
目前使用的主要溶剂有化学吸收溶剂 (有机胺水溶液和无机碱碳酸钾、氨水溶液等)和物理吸收溶剂 (低温甲醇、聚乙二醇二甲醚、碳酸丙烯酯和 N-甲基吡咯烷酮等)[5]。
氨水与MEA喷雾捕集CO_2能力的比较
2010 年 6 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities June 2010文章编号：1003-9015(2010)03-0514-04氨水与MEA喷雾捕集CO2能力的比较牛振祺, 郭印诚, 林文漪(清华大学工程力学系, 北京 100084)摘要：为了研究喷雾捕集CO2技术的可行性，并比较新型吸收剂——氨水与传统吸收剂——MEA喷雾捕集CO2的能力，用微细雾化喷头将氨水与MEA溶液雾化，在喷雾塔中与模拟烟气逆向接触。
研究了不同的氨水与MEA浓度、氨水与MEA流量、气体总流量、温度对CO2脱除率的影响。
实验结果表明，喷雾捕集CO2技术可达很高的CO2脱除率（96.0%以上）；CO2脱除率随着氨水、MEA浓度和流量的提高而增大，其中流量提高时MEA吸收CO2的脱除率增大幅度较大，可由36.9%增加到63.2%；随烟气流量的增大，MEA和氨水吸收CO2的脱除率分别下降16.5%和17.3%。
在可比条件下，与相同浓度的MEA溶液相比，氨水脱除CO2的能力较强。
关键词：CO2；喷雾；吸收；氨水；一乙醇胺(MEA)中图分类号：X 701.7；TQ028.14 文献标识码：AComparison of Capture Efficiencies of Carbon Dioxide by Fine Spray of AqueousAmmonia and MEA SolutionNIU Zhen-qi, GUO Yin-cheng, LIN Wen-yi(Department of Engineering Mechanics, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: In order to investigate the feasibility of using fine spray method to capture CO2 and compare the CO2 capturing capabilities of new absorbent—aqua ammonia and conventional absorbent —MEA, experimental studies on CO2 capture were carried out in a spray scrubber, in which the fine spray of MEA and ammonia solution respectively contacted reversely with the artificial flue gas. The effects of different operation parameters, such as absorbent concentration, liquid flow rate, total gas flow rate and initial temperature, on CO2 removal efficiency were investigated. The experimental results show that using fine spray method to capture CO2 can reach a very high CO2 removal efficiency (above 96.0%), and the higher concentration and flow rate of the aqueous ammonia or MEA solution are beneficial to promote the CO2 removal efficiency. With the increase of the absorbent flow rate, the CO2 removal efficiency of using MEA can increase from 36.9% to 63.2%, this increment is higher than that of using aqueous ammonia as absorbent. On the other hand, with increasing the total gas flow rate, the CO2 removal efficiencies of using MEA solution and aqueous ammonia decrease 16.5% and 17.3%, respectively. However, under comparable conditions and with the same absorbent concentration, the CO2 removal efficiency of using aqueous ammonia is higher than that of using MEA solution.Key words: carbon dioxide; spray; absorption; aqueous ammonia; MEA1 引言碳捕获与封存技术是实现碳减排的重要途径之一[1]。
浅析MEA法回收工业窑炉废气中的CO_2的方法
中国高新技术企业文／李洪刚浅析ＭＥＡ法回收工业窑炉废气中的ＣＯ２的方法【摘要】全球的气候日益变暖，如何回收利用在生产生活中排放的ＣＯ２成为能源循环利用的一种趋势。
现在国内有色冶金行业回收工业窑炉排放的废气中低浓度ＣＯ２用于生产中还没有先例。
本文根据公司生产实际对现有国内外回收废气中的ＣＯ２使用的ＭＥＡ法作了简要介绍。
【关键词】ＭＥＡ回收ＣＯ２方法一、概述２００６年反常天气纷现世界各地，再次引发人们对全球气候变暖话题的关注。
那就是人类因燃烧化石燃料导致ＣＯ２的排放，影响气候变化。
山东铝业股份有限公司这个以有色冶金为主业的重工业企业，在生产氧化铝的能源消耗过程中产生大量低浓度的ＣＯ２，同时生产过程中还需要大量一定浓度的ＣＯ２，如何将公司各种窑炉排放的废气中低浓度ＣＯ２回收再用于生产中，成为公司科技人员近段时间的研究方向。
二、研究过程１．氧化铝焙烧炉在焙烧的生产过程后废气中主要成分为水蒸气、Ｎ２、ＣＯ２，本课题将以此为对象研究ＭＥＡ法回收ＣＯ２的可行性。
１．１原料气条件压力（ＭＰａ）：常压温度：１５０℃～１８０℃１．２产品气ＣＯ２要求ＣＯ２气温度：≤４０℃ＣＯ２气纯度：≥９９．５％（干气）２．研究过程２．１研究原理。
ＭＥＡ法分离ＣＯ２技术是利用碱性的一乙醇胺化学溶液在常温常压下与ＣＯ２进行反应生成不稳定弱碳酸盐，然后再通过加热的方式使其再生出来，从而获得ＣＯ２产品。
一乙醇胺（ＭＥＡ）能接受一个质子形成铵离子，在水溶液中呈碱性。
ＣＯ２为弱酸性气体，当ＣＯ２溶解于一乙醇胺水溶液中时，其总反应式如下：ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２＋ＣＯ２＋Ｈ２ＯＨＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨ３ＨＣＯ３±Ｑ该正反应为放热反应，降低温度，平衡常数增大，平衡向生成物方向移动。
逆反应为吸热反应，升高温度，平衡常数减小，平衡向反应物方向移动。
在４０℃左右时，ＣＯ２被ＭＥＡ溶液吸收生成ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨ３ＨＣＯ３，达到平衡后，将富液加热至一定温度使ＨＯＣＨ２ＣＨ２ＮＨ３ＨＣＯ３分解释放出ＣＯ２，同时溶液得到再生。
能耗仅为采用单乙醇胺一半的CO_2捕集新工艺
第1期夏炎等.MB R—N F处理印染废水 由表3可见,N F出水完全可以达到印染回用水标准。
3 结论a)采用M BR—N F工艺流程处理印染废水。
在HR T为30h、M BR进水COD、ρ(N H3-N)和TN分别为372～1121,16.17～26.85,19.18～46.54m g/L的条件下,出水COD、ρ(N H3-N)和TN分别为94,0.93,8.88m g/L,平均去除率分别为87%、95.8%和70.2%。
处理效果优于一般生物处理方法,出水水质可以满足GB4287—92《纺织染整工业水污染物排放标准》中的一级标准。
b)M BR出水再经过N F处理,出水COD、色度、ρ(总Fe)、ρ(总M n)和pH分别为11～30m g/L、2.3～7.4倍、0.065～0.095m g/L、0m g/L和8.06～8.21,水质可满足印染工艺回用要求。
参 考 文 献1 李力.膜生物反应器技术在石化污水处理中的应用进展.化工环保,2008,28(2):95～972 Rozzi A,M alpe i F,B ianchi R,et a1.Pilot2sca l e m embrane bioreactor and reve rse os m osis st udi es for direct reuse of seconda ry textil e effluent s.W a ter Sc i Technol,2000,(4): 189～1953 原国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.第3版.北京:中国环境科学出版社,19894 王文浪,董红星,梁国明等.水解+MB R工艺处理印染废水的研究.化工时刊,2006,(11):14～165 杨春,杨琦,刘若鹏等.A/O—MB R处理城市污水回用的中试研究.膜科学与技术,2006,26(2):60～636 O isson G,N ew e ll B.W a stew a te r T rea t m e nt S ystem: M ode ling,D ia gnosis and C ontrol.L ondon:I W A Publishing,1999(编辑 王 馨)信息与动态开发仿生结构用于CO2捕集Che m ical E ngineering,2009,116(10):12澳大利亚悉尼大学的研究人员于2009年10月下旬宣布,开发仿生结构以用于CO2捕集。
火电厂 MEA 吸收法捕集 CO2的模拟与分析
火电厂 MEA 吸收法捕集 CO2的模拟与分析车德勇;刘大任;张卓文;王艳鹏;刘辉【摘要】为揭示一乙醇胺（ MEA）吸收法捕集CO2的机制，探寻重要参数对脱碳效率的影响情况，利用Aspen Plus建立MEA吸收烟气中CO2的系统模型。
通过与某电厂脱碳系统运行数据的比对，发现该模型与实测值的拟合度较好。
模型考察了吸收剂温度、烟气流量及贫液负荷等因素对脱碳效率的影响情况。
结果表明：吸收剂温度越低、烟气量越小、贫液负荷越低，CO2的吸收率越高。
该模型对脱碳系统的变工况运行和提高脱碳效率，起到了指导和预测作用。
%In order to reveal the mechanism of monoethanolamine ( MEA) capturing CO2 and to explore the im portant parameters ’ influence on decarburization efficiency , the Aspen Plus was used to establish the model of MEA absorbing CO2 from the flue paring with the operating data of a plant decarburization system indicates that this model agrees well with the measured values , and it can investigate the influence of absorbent temperature, flue gas flow and barren liquor load on the decarburization efficiency , and lower absorbent tem-perature , flue gas flow and barren liquor load can bring higher CO 2 absorption rate .This model plays a guide and predictive effect in increasing de-carbonization efficiency andde-carbonization system ’ s varying duty .【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2014(000)007【总页数】4页(P797-800)【关键词】CO2捕获;一乙醇胺;Aspen Plus【作者】车德勇;刘大任;张卓文;王艳鹏;刘辉【作者单位】东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林 132012;东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林 132012;东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林 132012;东北电力大学能源与动力工程学院，吉林吉林 132012;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，哈尔滨150001【正文语种】中文【中图分类】TQ202自2009年“哥本哈根世界气候大会”召开以来，如何有效控制温室气体的排放成为我国经济发展过程中亟待解决的重要课题[1]。
乙醇胺(MEA)溶液吸收CO2的试验研究
导
师： 孙锐 教授
申 请 学 位： 工学硕士
学 科 、 专 业： 热能工程
所 在 单 位： 能源科学与工程学院
答 辩 日 期： 2009 年 7 月
授予学位单位： 哈尔滨工业大学
Classified Index: X701.7 U.D.C: 621.18
EXPERIMENTAL STUDY ON ABSORPTION OF CO2 IN AQUEOUS MONOETHANOLAMINE (MEA) SOLUTION
关键词 CO2 吸收；化学吸收；乙醇胺（MEA）溶液
-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
There is growing concern that anthropogenic carbon dioxide (CO2) emissions are contributing to global climate change. Carbon capture and storage (CCS) is gaining attention as an option for limiting CO2 emissions from the use of fossil fuels. Three technological pathways that can be pursued for CO2 capture from coal-derived power generation are post-combustion capture, pre-combustion capture, and oxy-combustion. Among all the methods used for CO2 capture such as absorption, adsorption and membrane separation, chemical absorption is considered preferred for pulverized coal-fired power plants.
CO2捕集液物性对其捕集性能的影响分析
CO 2捕集液物性对其捕集性能的影响分析王贵生（胜利油田分公司安全环保质量管理部）摘要：针对胺溶液和离子液体两类CO 2捕集液，通过调研分析和模拟仿真，研究了各项物性对其捕集能力的影响。
在胺溶液方面，使用Aspen Plus 对MEA、MDEA 和MEA/MDEA 混合溶液的CO 2捕集过程进行了建模和仿真。
结果显示，温度升高，MEA 溶液的吸收能力有一定增强，但超过50℃后影响减小；随着浓度增加，MEA 溶液吸收能力逐渐增强，温度的影响越来越弱；对于MDEA 溶液，随着浓度增加，吸收能力增强，但浓度达到32%左右后变小，同时随着温度升高，吸收能力下降；对于MEA/MDEA 混合溶液，在混合比例为2:1时，吸收能力最强，10～40℃时吸收能力随温度先上升后下降，在约25～30℃时达到最大值。
在离子液体方面，通过理论分析和文献调研，全面分析并总结了离子液体物性（温度、液体黏度、液体密度与比热容等）对其CO 2捕集能力的影响。
研究结果对于开发性能更优的CO 2捕集液具有重要指导意义。
关键词：CO 2捕集与封存（CCS）；CO 2捕集性能；胺溶液；离子液体；捕集液物性DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.06.001Analysis of the influence of CO 2capture liquid properties on its capture properties WANG GuishengQHSE Department of Shengli Oilfield CompanyAbstract：In view of two types of CO 2capture liquid including amine solutions and ionic liquids，the effects of each physical property on its capture properties were investigated through research analysis and simulations．For amine solutions，using Aspen Plus，the CO 2capture processes of MEA，MDEA and MEA/MDEA hybrid solutions were modelled and simulated．The results showed that when the tem-perature rises，the absorption capacity of MEA solution will be enhanced，but the effect is decreased after exceeding 50℃．The absorption capacity of MEA solution gradually is increased with concentra-tion increasing，and the effect of temperature became weaker and weaker．For MDEA solution，the absorption capacity is increased with increasing concentration，but it becomes smaller and smaller after the concentration reaches about 32%．At the same time，as the temperature increases，the absorption capacity will be decreased．For MEA/MDEA mixed solution，the absorption capacity is strongest when the mixing ratio is 2:1，and in the range of 10℃~40℃，the absorption capacity rises and then decreases with temperature，and reaches the maximum value at about 25to 30℃．For ionic liquids，the influence of ionic liquid physical properties (temperature，liquid viscosity，liquid density and spe-cific heat capacity and so on)on CO 2capture capacity is comprehensively analyzed and summarized through theoretical analysis and literature research．The results of research are of great significance for the development of CO 2capture liquids with better performance ．Keywords：CO 2capture and storage （CCS ）；CO 2capture properties；amine solutions；ionic liq-uids；capture liquid properties作者简介：王贵生，高级工程师，1994年毕业于中国石油大学（华东）（工业分析技术专业），从事油田能源环境管理、节能降碳技术研究工作，137****1558，************************，山东省东营市东营区济南路258号，257001。
mea捕集二氧化碳工艺流程
mea捕集二氧化碳工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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电厂CO_2捕集工艺夹点分析与过程集成节能
ＣＯ２ ｃ ｐ ｕ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｗｉ ｈ ＥＡ （ ｏ ｏ ｔ ａ ｏ ａ ｎ ） ｍ ｅ ｈ ｄ ｉ ｏ ｒ ｐ ａ ｔ Ｔｈ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ａ ｅ ａ ｔ ｒ ｒ ｃ ｓ ｔ ｔ ｅ Ｍ ｈ ｍ ｎ ｅ ｈ ｎ ｌ ｍｉ ｅ ｔ ｏ ｎ ｐ ｗｅ ｌ ｎ ． ｅ ｅ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ｂ ｓ ｄ
Ｓ ａｄｎ ｈ ｎ ｏ ｇ，Ｃ ｎ Ｓ ｅ ｇ ｉ ｇｉｅｒｎ ＆ Ｃｏ ｓ ｌｉｇＣｏ ｈｉａ； ｈ ｎ ｌ Ｅｎ ｎ ｅｉ ｇ ｎ ｕｔｎ ．，Ｌｔ ｄ，Ｄｏ ｇｙｎ ５ ０ ６ ｈ ｎ ｏ ｇ，Ｃｈｎ ） ｎ ｉｇ ２ ７ ２ ，Ｓ ａ ｄ ｎ ｉ ａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｈｅ ｅ ｅ ｇｙ ｆｏ ｉ ｅ ｓｖｅ ｎ ｔ ｅ ａ ｇｈ ｐ ｒ ｓｔｃ ｅ ｒ ｙ ｃ ｎｓ ｓｒ ｃ ： ｎ ｒ ｌ ｗ ｎｔ ｎ ｉ ａ ｕｒ ｎｄ ｈｉ ａ ａ ｉｉ ｎｅ ｇ ｏ ｕｍ ｐｔｏｎ ａ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒｓ ｉ ｆｔ ｅ ｉ ｒ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｏ ｈ
第６卷 ３
第 ２期
化
工 学
报
Ｖ ｏ ．６ Ｎ ｏ １ ３ ．２ Ｆｅ ｕａ ｙ ２ ２ ｂｒ ｒ ０１
２１ ０ ２年 ２月
ＣＩ ＥＳＣ Ｊ ｕ ｎ １ ｏ ｒ ａ
电厂 Ｃ Ｏ：捕 集 工 艺 夹 点 分 析 与 过 程 集 成 节 能
王照 亮 ，王 成 运 ，李 清 方 张 建 ，
高浓度CO2在MEA溶液中平衡溶解度的实验研究
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
第３ １卷第 ３期
２ ０ １ ３年 ６月
低 温 与 特 气
Ｌ ｏ ｗ Ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ｔ ｙ Ｇ ａ ｓ ｅ ｓ
Ｖｏ １ ． ３ １ ． Ｎ ｏ ． ３ Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０ １度 Ｃ Ｏ ２在 ＭＥ Ａ溶液 中平衡 溶解 度的实验研究
谭 雅 倩 ，刘 洋 ，张翠 珍 ， 张四 宗， 张
（ 北京科技 大学 机械工程学院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
辉
摘要 ： 采 用气 液搅拌平衡装置 ， 通过酸碱滴定和皂泡 流量 计测定 了高浓度 Ｃ Ｏ 在不 同 ＭＥ Ａ溶液 中的平衡 溶解 度。 利用正交实验设计方法 ， 考察 了温度 、 Ｃ Ｏ 分压力 、 ＭＥ Ａ质 量浓度等 因素对 Ｃ Ｏ ： 平衡溶解 度的影 响。结果 表 明， 在 实验参数选定范 围内， 影响 ＭＥ Ａ中Ｃ Ｏ ： 平衡溶解 度的 因素 主次顺 序为 ： Ｃ Ｏ 分压力 ＞ＭＥ Ａ质量浓度 ＞温度 ； Ｍ Ｅ Ａ
ｌ ａ ｍｉ ｎ ｅ ａ ｑ ｕ ｅ ｏ ｕ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ａ ｃ ｉ ｄ — ｂ ａ ｓ ｅ ｔ ｉ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ａ ｐ ｂ ｕ ｂ ｂ ｌ ｅ ｌ ｆ ｏ ｗ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ．Ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｏ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕ ｄ ｅ ｄ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ， Ｃ Ｏ２ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＥ Ａ．Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｃ ａ ｒ ｂ ｏ ｎ ｄ ｉ ｏ ｘ ｉ ｄ ｅ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ－Ｃ Ｏ２ ｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｌ ａ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ＞ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＭＥ Ａ＞ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ｌ ａ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ．Ｉ ｔ ｌｓ ａ ｏ ｓ ｈ ｏ ｗ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｌ ｕ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ
西尔斯谷矿物公司捕集烟气CO_(2)的技术
盐类。吸收液中的 Fe2+ 对 MEA 的降解有催化作用。
MEA 的降 解 在 生 产 中 引 起 许 多 问 题。 首 先,
降解导 致 MEA 的 损 失,Aa
r
on(
2005 年)报 道 的 数
据为 1.
58kg/
tCO2 。 其 次,降 解 产 物 造 成 黏 度 增
文章编号:
1005-8370(
2021)
02-09-04
2HOCH2CH2NH2 +CO2
HOCH2CH2NH3
+
溶液捕集 CO2 的 技 术,在 工 业 上 应 用 已 有 数 十 年。
+HOCH2CH2NHCOO
CO2 ,经压缩送往地下石油矿层储存,以提高原油产
应则需要 大 量 的 热 能。Yeh 等 (
种。概括起 来 说,MEA 的 降 解 途 径 主 要 为 热 降 解
和氧化降 解。 得 克 萨 斯 大 学 (
2014 年)的 测 试 数 据
(参见表 1)表明,MEA 的热降解主要是氨基甲酸盐
的聚合过程,产物有 N- 羟乙基甘氨酸和 N- (羟乙
基乙胺)- 乙二胺等。氧化降解的主要产物是甲酸、
草酸、乙 酸 和 羟 基 乙 酸 等。 烟 气 中 的 SO2 和 NOx
贫液部分送再生装置脱除降解物杂质。吸收塔直径
4.
4 m,高 36 m,内装鞍形填料,塔内操作温度 5
0 ℃。
解吸塔直径3.
8 m,高 2
3 m,泡罩式塔板,塔内操作温
/d。
度1
1
0 ℃。该装置的 CO2 生产能力为8
脱碳工段CO_2尾气中MDEA溶液循环吸收改造
脱碳工段CO 2尾气中MDEA 溶液循环吸收改造赵尔康 耿 军(江苏泰兴化肥厂・225401)摘 要 介绍了该厂为解决M DE A 溶剂消耗量较大的问题,将C O 2尾气间接冷却后放空改为溶剂循环吸收后放空,使溶剂消耗量下降,取得良好的效益。
关键词 M DE A 溶剂 损耗 改造 效果收稿日期:2000-10-12 我厂曾为调整产品结构及适应合成氨市场的需求,设计安装了1套5000t Πa 液氨产量的MDE A 半脱碳系统。
投产以来,日产液氨18t 左右,但MDE A 溶剂消耗量较大,年均消耗溶剂约12t 。
为解决这一问题,我厂将C O 2尾气间接冷却后放空改为溶剂循环吸收后放空,取得了良好的效益。
1 M DEA 溶液损耗原因分析MDE A 溶液的饱和蒸汽压较低(见图1),图1 M DE A 饱和蒸汽压可以认为因溶剂蒸发而损耗的量是很少的。
另外MDE A 与C O 2反应仅生成碳酸氢盐而不生成氨基甲酸酯,因此不会降解(包括热降解和化学反应)。
经过分析,我厂溶剂损耗的主要原因是雾沫夹带。
111 脱碳气的雾沫夹带我厂脱碳气出脱碳塔温度约50℃左右,再进入冷却塔降至常温,最后进气液分离器经气液分离后去碳化工段(见图2)。
生产中从冷却塔底部可排出大量溶液,排放次数约每小时1～2次,而从气液分离器分离出的溶液则较少,每班只要排放1～2次。
由此可以看出,脱碳气夹带的溶液雾沫经过处理,基本分离完全。
112 解析塔C O 2尾气夹带工艺改造前,C O 2尾气经冷却后,从冷却器顶的放空管排放,分离出的溶液从冷却器底部常开的排液阀排进地缸。
实践证明,这种处理效果比较差。
由于受生产波动影响,第27卷第2期2001年6月化工设计通讯Chemical E ngineering Design CommunicationsV ol.27N o.2Jun.2001图2 未改造前工艺流程图11溶液泵;21脱碳气气液分离器;31冷却塔;41脱碳塔;51富液加热器;61解析塔;71补液泵;81地缸;91CO 2冷却器;101贫液冷却器冷却器出口气体温度比较难控制,在30～40℃之间,甚至有时超过50℃,使得大量溶液雾滴随C O 2及水蒸汽带入空中。
电厂中CO_2捕集技术的成本及效率
ISSN 1000-0054CN 11-2223/N 清华大学学报(自然科学版)J T singh ua Un iv (Sci &Tech ),2009年第49卷第9期2009,V o l.49,N o.9w 25http://qhx bw.chinajo 电厂中CO 2捕集技术的成本及效率胥蕊娜, 陈文颖, 吴宗鑫(清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084)收稿日期:2008-05-23基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(2007BAC03A03);中国博士后科学基金资助项目(20080430411)作者简介:胥蕊娜(1981—),女(汉),北京,助理研究员。
E-mail:ruinaxu@tsin 摘 要:电厂中CO 2捕集过程中成本过高和额外能耗问题是CO 2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CO 2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CO 2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CO 2捕集技术发展的首选电厂类型。
中国应积极进行CO 2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。
关键词:CO 2捕集;成本;效率中图分类号:F 407.2文献标识码:A文章编号:1000-0054(2009)09-0103-04C ost and performance of powerplants with CO 2captureXU Ruina ,CHE N Wenyin g ,WU Zon gxin (Institute of Nuclear and New Energy Technology ,T s inghua University ,Beij ing 100084,China )Abstract :T he high cost and energy penalty of CO 2capture technology in pow er plants could pose an im portant barrier to large scale use of CO 2capture an d storage (CC S).T his paper analyzes the cos ts of pow er plants separation w ith and w ithout CO 2capture and the main p arameters affectin g the capture cos t.Th e energy penalty,resource requirements ,and componen t emis sions of CO 2capture sys tems are all quantified.The im pact of CO 2capture on C hinese en ergy production and economics are als o analyzed according to the future Chinese development trends.T he results sh ow that u ltra sup ercritical units an d IGCC un its are th e best potential option s for future CO 2capture in pow er plan ts.R&D on CO 2capture to redu ce the costs and energy penalty of CO 2capture sh ould b e ur gently pus hed in Ch ina as an importan t asp ect of the natu ral greenhous e gas control s trategy.Key words :CO 2capture;cos t;performan ce近年来,CO 2捕集与封存(carbon diox ide capture and storage,CCS )技术被认为是电力等部门减少CO 2排放的极有潜力的技术,而得到国际社会的普遍关注[1-3]。
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３ ． ０ ０～ ６ ． ７ ８ 液气比（ 标） ／ （ Ｌ ·ｍ－ ） ３
Ｒ ａ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｐ 模型对 Ｍ Ｅ Ａ吸收 解吸的热能进行了分 析， 其研究表明 Ｃ Ｏ ５ ％ ２ 捕集导致电厂效率降低 ２ 左右， Ｃ Ｏ ２ ％。 ２ 解吸能耗占总能耗的 ６ 本研究利用 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ ＮＰ Ｌ Ｕ Ｓ模拟软件， 对Ｍ Ｅ Ａ 溶液吸收 解吸 Ｃ 吸收率和解吸塔再沸器热负荷的关系， 并对吸收条件进行优化。 １ 模拟计算方法和参数 Ｍ Ｅ Ａ溶液吸收和解吸 Ｃ Ｏ ２ 过程属于化学反 应过程。在模拟计算时， 为了真实反应 Ｃ Ｏ ２ 捕集 的实质过程， 考察反应速率、 传质和传热对 Ｃ Ｏ ２ 捕集、 解吸的影响， 研究中选用了 Ａ Ｓ Ｐ Ｅ ＮＲ ａ ｔ ｅ Ｓ ｅ ｐ
摘要： 在对单乙醇胺（ Ｍ Ｅ Ａ ） 溶液捕集 Ｃ Ｏ 进一步探讨了液气比、 Ｍ Ｅ Ａ溶液浓度及 ２ 解吸能耗分析的基础上， Ｍ Ｅ Ａ溶液吸收温度对 Ｃ Ｏ 根据系统中能耗计算公式， 可求 ２ 吸收效率和解吸能耗的影响。在模拟计算工况条件下，
３ ３ 得最佳液气比为 ５ ． ６Ｌ ／ ｍ 。提高液气比有利于 Ｃ Ｏ 但当液气比大于 ５ ． ６Ｌ ／ ｍ 时， Ｃ Ｏ ２ 的捕集， ２ 捕集系统中的单位
— １ ２—
３ ． ２ Ｍ Ｅ Ａ溶液浓度对 Ｃ Ｏ ２ 吸收率和解吸能耗的影响 Ｃ Ｏ Ｅ Ａ溶液质量浓 ２ 吸收率和解吸能耗随 Ｍ 模拟计算所选用 度的变化关系曲线如图 ２所示， 的Ｍ Ｅ Ａ溶液浓度范围为 ２ ２ ． ３ ％～ ４ ２ ． ５ ％， 计算 参数见表 １中工况 ２ 。
１ ７ ． ９ｃ ｍ的填料塔中研究了吸收温度对 Ｃ Ｏ ２ 捕集 效果的影响， 图 ３中的温度 吸收率变化趋势与他 的实验结果一致。
注： Ｃ Ｏ （ Ｃ Ｏ 烟气中 Ｃ Ｏ × １ ０ ０ ％。 ２ 产品收率 ＝ ２ 产品量 ÷ ２ 的量）
吸收塔中， Ｍ Ｅ Ａ溶液捕集 Ｃ Ｏ ２ 的吸收反应： Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ ·Ｃ Ｈ Ｎ Ｈ Ｃ Ｏ Ｈ Ｏ→ ２ ２ ２＋ ２＋ ２
＋ － Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ ·Ｃ Ｈ Ｎ Ｈ Ｈ Ｃ Ｏ ２ ２ ３ ＋ ３
－ １ ｒ — —水的蒸发热， ｋ Ｊ ·ｍ ｏ ｌ ； Ｈ Ｏ— ２
７ ２ ． １ ４
２ Ｃ Ｏ ２ 解吸过程理论能耗分析 美国能源技术实验室（ Ｎ Ｅ Ｔ Ｌ ） 的经济分析报 Ｅ Ａ溶液捕集 Ｃ Ｏ 告显示， 采用 Ｍ ２ 的总能耗大于 ７０ ０ ０ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ， 热整合前后的 能 量 消 耗 约 为 ５２ １ ０
３ ［ ７ ］ 为１ ． ９ ２× １ ０ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ 。
Ｑ Ｑ Ｑ Ｑ Ｓ ｔ ｒ＝ Ｓ＋ Ｒ＋ Ｓ ｔ ｒ ｇ Ｑ ｐ ·Ｆ ·Δ ｔ ①显热： Ｓ ＝Ｃ Ｇ ｘ Ｃ Ｏ Ｄ －ｘ ｗ Ｆ ＝ ２· ｘ ｘ －ｘ Ｄ Ｆ ｗ Ｇ ｘ Ｃ Ｏ Ｄ －ｘ ｗ ２ Ｑ · ·Ｃ ｐ ·Δ ｔ Ｓ ＝ ｘ ｘ －ｘ Ｄ Ｆ ｗ
（ ３ ）
Ｃ Ｏ 贫、 富 随着吸收液气比的增加， ２ 吸收率提高， 吸收液中 Ｃ Ｏ 由式 （ ４ ） 可知， ２ 的浓度逐渐降低， （ ４ ） Ｃ Ｏ 同时解吸需要的汽化 ２ 解吸过程的显热增大， 热将随着解吸塔回流比的降低而降低， 且在液气
３ 比小于 ６ ． ０ ０Ｌ ／ ｍ 时， 汽化热减少的趋势大于显
－ 弱联结化合物 ＭＥ Ａ Ｃ Ｏ Ｏ 分解 ② 反应热 Ｑ Ｒ： 所需的热量。
Ｑ ·Δ ｑ Ｒ ＝Ｇ Ｃ Ｏ Ｃ Ｏ ２ ２
（ ５ ）
热的增量， 从而使 Ｃ Ｏ ２ 解吸的单位能耗随着液气
３ ． ０ ０Ｌ ／ ｍ 左 比的增加而降低。当液气比增加至 ６
： Ｃ Ｏ 解吸 ③ 汽化潜热 Ｑ Ｓ ｔ ｒ ｇ ２ 解吸操作过程中， 蒸汽离开解吸塔带走的热量近似为富液汽化潜热 Ｑ 。 Ｓ ｔ ｒ ｇ Ｑ Ｓ ｔ ｒ ｇ ＝ｈ Ｄ·
Ｃ Ｏ 解吸的单位能耗逐渐 右时， ２ 吸收率增加缓慢， 提高。因此， 在液气比增大的过程中， Ｃ Ｏ ２ 捕集系 统存在一个极限液气比（ 即系统最优液气比） 使 得捕集系统的能耗最低。此最佳液气比满足条件 ８ ） 。 式（ Ｇ ｘ Ｃ Ｏ Ｄ －ｘ ｗ ２ · ·Ｃ ｐ ·Δ ｔ＝Ｒ ·Ｇ ·ｒ ８ ） Ｃ Ｏ Ｈ Ｏ （ ２ ２ ｘ ｘ Ｄ Ｆ －ｘ ｗ Ｏ 在Ｃ ２ 产品质量和解吸条件一定的情况下， 联立式（ ４ ） 、 式（ ８ ） ， 即可求得最佳液气比值为
表１ 模拟工况参数 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ １ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ
工 况 （ 烟气中 Ｃ Ｏ ） ， ％ φ ２ Ｍ Ｅ Ａ浓度， ％ 温度 ／ ℃ Ｃ Ｏ ％ ２ 产品收率， １ １ ８ ． ４ ３ ２ ． ５ ４ ０ ３ ７ ． ６ ９ ２ １ ８ ． ４ ４ ． ２ ０ ２ ２ ． ３～ ４ ２ ． ５ ４ ０ ３ ７ ． ６ ９ ３ １ ８ ． ４ ４ ． ２ ０ ３ ２ ． ９ ２ ５～ ５ ０ ３ ７ ． ６ ９
— １ １—
表２ 吸收 解吸反应动力学参数 Ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ２ Ｋ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃｐ ａ ｒ ａ ｍ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ Ｃ Ｏ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ２ａ ｄ ｅ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
反 应 吸收 解吸 指前因子 Ｋ
［ ５ ］ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ， Ｍ Ｅ Ａ溶液解吸塔底再沸器的单位能耗 ［ ６ ］ 约为 ５ ３ １ ４～ ６ ４ ８ ４ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ 。在 Ｃ Ｏ ２ 解吸过程中，
ｈ — —解吸塔冷凝回流水的焓差， Δ Ｈ Ｏ— ２
－ １ ｋ Ｊ ·ｍ ｏ ｌ 。
由式（ ７ ） 可看出， Ｃ Ｏ ２ 解吸的能耗主要与贫 液和富液中 Ｃ Ｏ 解吸回流比等参数 ２ 的质量浓度、 相关。其 中 贫、 富液中 Ｃ Ｏ ２ 的浓度可通过调节 Ｃ Ｏ 吸收液 Ｍ Ｅ Ａ溶液浓度、 吸收温度 ２ 吸收液气比、 Ｏ 等参数进行控制。下面将进一步探讨 Ｃ ２ 吸收和 解吸的操作条件对 Ｃ Ｏ ２ 吸收率和能耗的影响。 ３ Ｍ Ｅ Ａ吸收 Ｃ Ｏ ２ 流程模拟计算结果与讨论 ３ ． １ 液气比对 Ｃ Ｏ ２ 吸收率和解吸能耗的影响 Ｃ Ｏ ２ 吸收率和解吸能耗随液气比的变化关系 曲线如图 １所示， 模拟计算所选用的液气比范围
１ ０ ９ ． ７ ７× １ ０ ２ ０ ２ ． ７ ９ ６３× １ ０ － １ 活化能 Ｅ ａ ／ （ ｋ Ｊ ·ｍ ｏ ｌ ） ４ １ ． ２ ６
ｘ — —Ｃ Ｏ ％； Ｄ— ２ 产品质量分数， ｘ — — —贫液中 Ｃ Ｏ ％； ｗ ２ 质量分数， ｘ — — —富液中 Ｃ Ｏ ％； Ｆ ２ 质量分数， ｔ — — —富液温升， ℃； Δ － １ ｈ — —解吸塔顶气体的焓值， ｋ Ｊ ·ｍ ｏ ｌ ； Ｄ—
（ １ ）
解吸塔中， Ｃ Ｏ ２ 的解吸反应：
＋ － Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ ·Ｃ Ｈ Ｎ Ｈ Ｈ Ｃ Ｏ ３ ＋ ２ ２ ３ →
Ｃ Ｈ Ｏ Ｈ ·Ｃ Ｈ Ｎ Ｈ Ｃ Ｏ Ｈ ２ ２ ２＋ ２＋ ２
（ ２ ）
收稿日期： ２ ０ １ １－ １ ０－ １ １ ； 修改稿收到日期： ２ ０ １ ２－ ０ ４－ １ ５ 。 作者简介： 王海波， 高级工程师， １ ９ ８ ６年毕业于沈阳化工学院 化工机械及设备专业， 从事石油废气治理技术研究及设备开 发工作。联 系 电 话： ０ ２ ４－５ ６ ３ ８ ９ ４ ６ ６ ， Ｅ ｍ ａ ｉ ｌ ： ｗ ａ ｎ ｇ ｈ ｂ ． ｆ ｓ ｈ ｙ ＠ ｓ ｉ ｎ ｏ ｐ ｅ ｃ ． ｃ ｏ ｍ 。
能耗将增加； 在吸收液浓度小于 ４ ０ ％时， 提高吸收剂溶液的质量浓度可以降低单位解吸能耗，但吸收剂质量浓度 并不是越高越好，本工况条件下的适宜浓度范围为 ３ ５ ％～ ４ ０ ％； 同时， Ｍ Ｅ Ａ溶液在吸收 解吸过程中存在氧化和腐 Ｃ Ｏ Ｅ Ａ溶液捕集 Ｃ Ｏ 蚀问题。因此， ２ 捕集系统工艺参数的优化是降低 Ｍ ２ 操作费用的关键。 关键词： Ｃ Ｏ Ｓ Ｐ Ｅ ＮＰ Ｌ Ｕ Ｓ ２ 捕集 化学吸收法 吸收效率 能耗 Ａ
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高， 人类对能源的消费需求急剧增加， 由此带来的温室 效应等环境问题正危及人类的生活。因此， 从炼油 厂催化裂化再生烟气等直接排放源中减排 Ｃ Ｏ ２是 最为有效的方法， 具有重大的战略意义。 目前， Ｃ Ｏ 燃烧 ２ 捕集技术主要有燃烧前捕集、 后捕集和富氧燃烧三大类型。燃烧后捕集成本 高， 但适用性强， 其中化学吸收应用最为广泛， 化 学吸收 剂 主 要 采 用 醇 胺 类 水 溶 液。 单 乙 醇 胺 （ Ｍ Ｅ Ａ ） 溶液吸收 Ｃ Ｏ 负载大等 ２ 具有吸收速度快、 Ｍ Ｅ Ａ溶液吸收 Ｃ Ｏ 优点， ２ 是未来我国排放源中捕 Ｏ 以Ｍ Ｅ Ａ 集Ｃ ２ 最具有可行性的技术之一。但是， 溶液吸收 Ｃ Ｏ ２ 技术的最大问题在于富液解吸能
３ 为３ ． ０ ０～ ６ ． ７ ８Ｌ ／ ｍ ， 计算参数见表 １中工况 １ 。
Ｏ 包括富液升温显 富液解吸 Ｃ ２ 所需的总热量 Ｑ Ｓ ｔ ｒ 热Ｑ ， Ｍ Ｅ Ａ Ｃ Ｏ Ｏ－分解所需要的反应热 Ｑ Ｓ Ｒ 以及富 液汽 化 潜 热 Ｑ 。Ｍ Ｅ Ａ Ｃ Ｏ Ｏ－ 分 解 活 化 能 为 Ｓ ｔ ｒ ｇ ７ ２ ． １ ４ｋ Ｊ ／ ｍ ｏ ｌ 。Ｃ Ｏ ｑ ２ 再生所需的平均反应热 Δ Ｃ Ｏ ２
３ ５ ． ６ ０Ｌ ／ ｍ 。
(
Ｇ Ｈ Ｏ ２
ｈ Δ Ｈ ＯＧ Ｈ Ｏ Ｇ ２ ２ Ｃ Ｏ （ ６ ） ＋ ２ － １ ８ １ ８ ４ ４
)
Ｑ ·Ｇ ·ｒ Ｓ ｔ ｒ ｇ≈ Ｒ Ｃ Ｏ Ｈ Ｏ ２ ２ ④ 单位能耗 Ｑ Ｓ ｔ ｒ Ｇ Ｃ Ｏ ２
Ｑ １ ｘ Ｓ ｔ ｒ Ｄ －ｘ ｗ ＝ · ·Ｃ ｑ ·Δ ｔ ＋ ｑ ＋ Ｒ ·ｒ Δ Ｃ Ｏ Ｈ Ｏ ２ ２ Ｇ ｘ ｘ －ｘ Ｃ Ｏ Ｄ Ｆ ｗ ２ （ ７ ） 式中： Ｆ — — —富液循环量， ｋ ｇ ／ ｈ ； Ｃ ｐ — — —定压比热容， ｋ Ｊ ／ （ ｋ ｇ ·Ｋ ） ； Ｇ — —离开再生塔的蒸汽量， ｋ ｇ ／ ｈ ； Ｈ Ｏ— ２ Ｇ — — —Ｃ Ｏ ｋ ｇ ／ ｈ ； Ｃ Ｏ ２ 产量， ２ Ｒ — — —再生塔顶的回流比；