几种燃气脱碳方法的比较
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m e tha no l m e thod a nd the ca rbonic a c id a c ry lic re s in m e thod. Key W ords D e ca rbonize Abs o rb C om pa re
1 脱碳方法概述
方法大体分为物理吸收法 (见表 1) , 化学吸收 法 (见表 2) , 物理化学吸收法 (见表 3) 等. 从这 些数据可对脱碳方法有一个概括的了解.
进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 消耗蒸气 (t km 3CO 2) 消耗电 (kW km 3CO 2) 消耗水 ( t km 3CO 2)
消耗溶剂 (Kg Km 3CO 2)
吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
40 40
0. 3 3. 14
43 87 0. 01kg 环 丁砜- 异 丙 醇 胺 0. 002～ 0. 04 55
27 43 18 0. 01 710 33 25
25
2 脱碳方法的比较
2. 1 溶液吸收二氧化碳的能力
低温甲醇法> 环丁砜法> N. 2- 甲基吡咯 烷酮法> 聚乙二醇二甲醚法= 含砷热钾碱法> - 乙醇胺法> 有机胺硼酸盐催化热钾碱法= 二 乙醇胺催化热钾碱法.
2. 2 消耗能源比较
蒸汽: - 乙醇胺法> 环丁砜法> 含砷热钾 碱法> 有机胺硼酸盐催化热钾碱法> 二乙醇胺 催化热钾碱法> 低温甲醇法.
(1) 适合于高分压大容量含二氧化碳的气 体, 碳丙溶液只需通过减压, 内蒸或气提便可解 析再生.
(2) 适用二氧化碳分压大于 5ba r. ( 3) 溶液循环量小, 挥发损耗低, 操作费用 省. (4) 溶剂无毒, 无腐蚀. ( 5) 溶剂凝固点低, 寒冷气候不会发生冻 结. (6) 碳丙具有选择吸收二氧化碳的性能, 对 硫化氢的溶解度更大, 可同时脱硫. ( 7) 溶液本身具有稳定、不降解、不吸附一 氧化碳、甲烷的性能.
(上接第 19 页)
氯化钙之后, 灵敏度有了很大的提高, 通过非线 性方程的拟合, 相关系为 0. 9989.
3. 2 精密度试验
地面水经硝酸消解后, 上机测试, 测试结果 见表 2.
表 2 地面水中铍的精密度测试 (n= 6)
编号
浓度 Λg L
变异系数
1
0. 76
1. 11
2
0. 54
2. 43
3
பைடு நூலகம்
0. 1
4. 6
2. 13
2. 04
48
60
57. 7
113 0. 07～ 0. 22
18～ 25
149
k2 0. 2kg t 氨 A s2O 3 0. 1kg t 氨
25
139
k2CO 3 0. 1～ 0. 2 催化剂 0. 4L V 2O 5 2
20
二乙醇胺 催化热钾碱法 k2CO 3 25% 二乙醇氨 3%～ 6% V 2O 5 0. 2%～ 0. 6%
通常多采用水洗法流程, 其特点是操作简 单, 运行费用低, 尤其适用于水源充沛、气候温 暖的地区. 炎水资源缺乏是世界范围内的一大 难题, 近年来, 我国有 200 多个城市发生水荒现 象. 水洗法所需水量大, 我国西北地区严重缺 水, 不宜用此法.
采用低温甲醇法脱除二氧化碳时, 需用低 温钢材, 另外也可选用复合钢板或在壳体内部 喷涂特种材料, 即可用金属材料, 也可用非金属 材料.
V o l. 25 N o16 1999
环 境 保 护 科 学
几种燃气脱碳方法的比较
C om pa ra tion of M e thod s fo r Kind s of D e ca rb on iza tion
张 力 韩忠伟 王 彬 (建设部沈阳煤气热力研究设计院 沈阳 110026) 胡俊生 那艳玲 张旭增 张玖洪 景娟 (沈阳建筑工程学院)
城市燃气需要脱除二氧化碳, 常用的脱碳
方 法 溶 剂 吸收压力 (bar) 温度 (℃) 进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 耗蒸气 (T km 3CO 2) 耗电 (kw ·h km 3CO 2) 耗水 (T km 3CO 2) 耗溶剂 (kg km 3CO 2) 吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
表 1 物理吸收方法技术经济指标
低温甲醇法
N , 2- 甲基吡咯烷酮法
甲醇
n, 2- 甲基吡咯烷酮水 1%
28
40
- 40
25
21
35
60ppm
35ppm
0. 1
20
4. 5～ 6. 0
14
1. 5～ 2
0. 45 70～ 90
0. 1 43. 2
水洗法 水 14. 5 30
2. 88
碳酸丙烯酯法 碳酸丙烯酯
电: 含砷热钾碱法> 有机胺硼酸盐催化热 钾碱法> 二乙醇胺催人热钾碱法> - 乙醇胺法 > 环丁砜法> 聚乙二醇二甲醚法> 低温甲醇法 > N. 2- 甲基吡咯烷酮法.
水: 水洗法> 含砷热钾碱法> 有机胺硼酸 盐催化热钾碱法> - 乙醇胺法> 环丁砜法> 二 乙醇胺催化热钾碱法> 低温甲醇法> N. 2- 甲 基吡咯烷酮法.
27 60～ 70 (上段)
20
0. 2 1. 7～ 2. 1
40～ 70 45～ 89
K2CO 3 0. 2 二乙醇胺 0. 02
20
表 3 物理、化学混合吸收法技术经济指标
方 法 溶 剂
环丁砜法
聚乙二醇 二甲醚法
环丁砜- 异 聚乙二醇二甲 丙醇胺水 醚二异丙醇胺
吸收压力 (bar) 温度 (℃)
总第 96 期
提要 对比 10 种脱二氧化碳方法, 推荐应用低温甲醇法和碳酸丙烯酯法. 关键词 脱碳 吸收 比较 Abstract This pa pe r com pa re s te n s o rts of m e thods fo r de ca rboniza tion, a nd re comm e nds a dop ting the low - tem pe ra ture
一乙醇胺法
含砷热钾碱法
有机胺硼酸盐 催化热钾碱法
15%～ 20% 一乙醇胺溶液
k2O 200g L A s2O 3 120g L A s2O 5 20g L
k2CO 3 25% 有机氨硼酸盐 5%
V 2O 5 0. 5%
27
27
27
43
60～ 70 (上段)
80 (上段)
20
20
20
0. 2
0. 1
用碳酸丙烯酯作溶剂吸收二氧化碳是典型
— 21 —
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
的物理溶解过程, 传质阻力主要集中在液相, 整 个过程属液膜扩散控制. 其优点是:
3. 00
3. 51
94. 7
2
0. 76
3. 00
3. 56
93. 3
由以上数据看出, 方法的准确度也较好.
3. 4 特征浓度
根据曲线的多次重复测试, 以 0. 0044 (A S) 算出该方法的特征浓度为 0. 03Λg L.
— 22 —
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
吸收压力 (bar) 温度 (℃) 进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 消耗蒸气 (T km 3CO 2) 消耗电 (kw km 3CO 2) 消耗水 (T km 3CO 2)
消耗溶剂 (kg km 3CO 2)
吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
表 2 化学吸收方法技术经济指标
14
28 1. 5
913 913
收稿日期 1999- 08- 10
— 20 —
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
方 法
溶 剂
0. 23
3. 68
由表 2 可见, 3 只地面水样品经 6 次重复 测试后, 变异系数均小于 4% , 精密度较为满
意.
3. 3 准确度试验
随机取 2 只地面水样品作铍的加标试验,
测试结果见表 3.
表 3 地面水中铍的准确度测试
(Λg L )
编号 样品浓度 加标浓度 加样样浓度 回收率
1
0. 67
(8) 与水洗脱碳的相比, 常压下碳丙吸收二 氧化碳的能力约为水洗法的 4 倍.
缺点是: (1) 溶剂价格较贵. (2) 对烃类有一定亲和力, 使净化气热值有 所下降. (3) 二氧化碳分压低时, 脱碳效率下降.
3 讨论
与传统的水洗工艺相比, 低温甲醇法、碳酸 丙烯酯法是较好的工艺, 主要是吸收能力强. 对 二氧化碳相对含量高的气体而言, 适用低温甲 醇法; 对二氧化碳相对含量低的气体, 则适用碳 酸丙烯酯法.
1 脱碳方法概述
方法大体分为物理吸收法 (见表 1) , 化学吸收 法 (见表 2) , 物理化学吸收法 (见表 3) 等. 从这 些数据可对脱碳方法有一个概括的了解.
进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 消耗蒸气 (t km 3CO 2) 消耗电 (kW km 3CO 2) 消耗水 ( t km 3CO 2)
消耗溶剂 (Kg Km 3CO 2)
吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
40 40
0. 3 3. 14
43 87 0. 01kg 环 丁砜- 异 丙 醇 胺 0. 002～ 0. 04 55
27 43 18 0. 01 710 33 25
25
2 脱碳方法的比较
2. 1 溶液吸收二氧化碳的能力
低温甲醇法> 环丁砜法> N. 2- 甲基吡咯 烷酮法> 聚乙二醇二甲醚法= 含砷热钾碱法> - 乙醇胺法> 有机胺硼酸盐催化热钾碱法= 二 乙醇胺催化热钾碱法.
2. 2 消耗能源比较
蒸汽: - 乙醇胺法> 环丁砜法> 含砷热钾 碱法> 有机胺硼酸盐催化热钾碱法> 二乙醇胺 催化热钾碱法> 低温甲醇法.
(1) 适合于高分压大容量含二氧化碳的气 体, 碳丙溶液只需通过减压, 内蒸或气提便可解 析再生.
(2) 适用二氧化碳分压大于 5ba r. ( 3) 溶液循环量小, 挥发损耗低, 操作费用 省. (4) 溶剂无毒, 无腐蚀. ( 5) 溶剂凝固点低, 寒冷气候不会发生冻 结. (6) 碳丙具有选择吸收二氧化碳的性能, 对 硫化氢的溶解度更大, 可同时脱硫. ( 7) 溶液本身具有稳定、不降解、不吸附一 氧化碳、甲烷的性能.
(上接第 19 页)
氯化钙之后, 灵敏度有了很大的提高, 通过非线 性方程的拟合, 相关系为 0. 9989.
3. 2 精密度试验
地面水经硝酸消解后, 上机测试, 测试结果 见表 2.
表 2 地面水中铍的精密度测试 (n= 6)
编号
浓度 Λg L
变异系数
1
0. 76
1. 11
2
0. 54
2. 43
3
பைடு நூலகம்
0. 1
4. 6
2. 13
2. 04
48
60
57. 7
113 0. 07～ 0. 22
18～ 25
149
k2 0. 2kg t 氨 A s2O 3 0. 1kg t 氨
25
139
k2CO 3 0. 1～ 0. 2 催化剂 0. 4L V 2O 5 2
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二乙醇胺 催化热钾碱法 k2CO 3 25% 二乙醇氨 3%～ 6% V 2O 5 0. 2%～ 0. 6%
通常多采用水洗法流程, 其特点是操作简 单, 运行费用低, 尤其适用于水源充沛、气候温 暖的地区. 炎水资源缺乏是世界范围内的一大 难题, 近年来, 我国有 200 多个城市发生水荒现 象. 水洗法所需水量大, 我国西北地区严重缺 水, 不宜用此法.
采用低温甲醇法脱除二氧化碳时, 需用低 温钢材, 另外也可选用复合钢板或在壳体内部 喷涂特种材料, 即可用金属材料, 也可用非金属 材料.
V o l. 25 N o16 1999
环 境 保 护 科 学
几种燃气脱碳方法的比较
C om pa ra tion of M e thod s fo r Kind s of D e ca rb on iza tion
张 力 韩忠伟 王 彬 (建设部沈阳煤气热力研究设计院 沈阳 110026) 胡俊生 那艳玲 张旭增 张玖洪 景娟 (沈阳建筑工程学院)
城市燃气需要脱除二氧化碳, 常用的脱碳
方 法 溶 剂 吸收压力 (bar) 温度 (℃) 进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 耗蒸气 (T km 3CO 2) 耗电 (kw ·h km 3CO 2) 耗水 (T km 3CO 2) 耗溶剂 (kg km 3CO 2) 吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
表 1 物理吸收方法技术经济指标
低温甲醇法
N , 2- 甲基吡咯烷酮法
甲醇
n, 2- 甲基吡咯烷酮水 1%
28
40
- 40
25
21
35
60ppm
35ppm
0. 1
20
4. 5～ 6. 0
14
1. 5～ 2
0. 45 70～ 90
0. 1 43. 2
水洗法 水 14. 5 30
2. 88
碳酸丙烯酯法 碳酸丙烯酯
电: 含砷热钾碱法> 有机胺硼酸盐催化热 钾碱法> 二乙醇胺催人热钾碱法> - 乙醇胺法 > 环丁砜法> 聚乙二醇二甲醚法> 低温甲醇法 > N. 2- 甲基吡咯烷酮法.
水: 水洗法> 含砷热钾碱法> 有机胺硼酸 盐催化热钾碱法> - 乙醇胺法> 环丁砜法> 二 乙醇胺催化热钾碱法> 低温甲醇法> N. 2- 甲 基吡咯烷酮法.
27 60～ 70 (上段)
20
0. 2 1. 7～ 2. 1
40～ 70 45～ 89
K2CO 3 0. 2 二乙醇胺 0. 02
20
表 3 物理、化学混合吸收法技术经济指标
方 法 溶 剂
环丁砜法
聚乙二醇 二甲醚法
环丁砜- 异 聚乙二醇二甲 丙醇胺水 醚二异丙醇胺
吸收压力 (bar) 温度 (℃)
总第 96 期
提要 对比 10 种脱二氧化碳方法, 推荐应用低温甲醇法和碳酸丙烯酯法. 关键词 脱碳 吸收 比较 Abstract This pa pe r com pa re s te n s o rts of m e thods fo r de ca rboniza tion, a nd re comm e nds a dop ting the low - tem pe ra ture
一乙醇胺法
含砷热钾碱法
有机胺硼酸盐 催化热钾碱法
15%～ 20% 一乙醇胺溶液
k2O 200g L A s2O 3 120g L A s2O 5 20g L
k2CO 3 25% 有机氨硼酸盐 5%
V 2O 5 0. 5%
27
27
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43
60～ 70 (上段)
80 (上段)
20
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用碳酸丙烯酯作溶剂吸收二氧化碳是典型
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的物理溶解过程, 传质阻力主要集中在液相, 整 个过程属液膜扩散控制. 其优点是:
3. 00
3. 51
94. 7
2
0. 76
3. 00
3. 56
93. 3
由以上数据看出, 方法的准确度也较好.
3. 4 特征浓度
根据曲线的多次重复测试, 以 0. 0044 (A S) 算出该方法的特征浓度为 0. 03Λg L.
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吸收压力 (bar) 温度 (℃) 进口气体 CO 2 (% ) 净化后气体 CO 2 (% ) 消耗蒸气 (T km 3CO 2) 消耗电 (kw km 3CO 2) 消耗水 (T km 3CO 2)
消耗溶剂 (kg km 3CO 2)
吸收 CO 2 能力 (m 3 m 3)
表 2 化学吸收方法技术经济指标
14
28 1. 5
913 913
收稿日期 1999- 08- 10
— 20 —
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
方 法
溶 剂
0. 23
3. 68
由表 2 可见, 3 只地面水样品经 6 次重复 测试后, 变异系数均小于 4% , 精密度较为满
意.
3. 3 准确度试验
随机取 2 只地面水样品作铍的加标试验,
测试结果见表 3.
表 3 地面水中铍的准确度测试
(Λg L )
编号 样品浓度 加标浓度 加样样浓度 回收率
1
0. 67
(8) 与水洗脱碳的相比, 常压下碳丙吸收二 氧化碳的能力约为水洗法的 4 倍.
缺点是: (1) 溶剂价格较贵. (2) 对烃类有一定亲和力, 使净化气热值有 所下降. (3) 二氧化碳分压低时, 脱碳效率下降.
3 讨论
与传统的水洗工艺相比, 低温甲醇法、碳酸 丙烯酯法是较好的工艺, 主要是吸收能力强. 对 二氧化碳相对含量高的气体而言, 适用低温甲 醇法; 对二氧化碳相对含量低的气体, 则适用碳 酸丙烯酯法.