变压吸附制二氧化碳装置

变压吸附制二氧化碳装置

技术方案及报价书

报价单位：四川同盛科技有限责任公司

联系人：马文君

四川自贡鸿福水泥有限公司CO2 气体回收技术方案

第一部分公司简介

1.4 四川同盛科技有限责任公司变压吸附技术的特点：

变压吸附（PSA）技术是近 30 多年来发展起来的一项新型气体分离与净化技术。其技术核心由工艺流程、吸附剂、吸附塔、程控阀门、控制技术等方面组成。在工艺流程上，四川同盛科技有限责任公司开发的多塔(5～20 塔)流程都具有因地制宜从实际出发的特点，可根据原料气组成、压力、产品质量、装置规模的不同有机地将 TSA、PSA、VPSA、多段 PSA技术结合在一起，为用户提供最合理、最经济的工艺解决方案；

在吸附剂研究上，同盛科技对国内外主要吸附剂生产厂家生产的吸附剂进行了大量的试验评选，筛选出了多种性能优良、价格适中的工业吸附剂。在吸附塔上，四川同盛科技有限责任公司开发了气体分布效果更好、床层死空间更小的新型结构吸附塔。在控制系统上，同盛科技开发“变压吸附专家系统”软件包可实现多塔连续自动切塔与恢复操作、变压吸附压力自适应调节、装置参数自动优化、系统安全联锁等功能，达到了国外先进水平。

第二部分工艺技术方案的选择及推荐意见

1.0 工艺技术方案的选

提纯 CO2 的方法有多种，大致可以分为化学吸收法、物理吸收法和物理吸附法三类为了达到经济合理的建设原则，本方案选择了化学吸收法的 MEA 法（方案一）和物理吸附法的 PSA 法（方案二）作为比较，为询价方最终决策提供依据。

1.1 方案一，新型 MEA 化学吸收法

化学吸收法是利用 CO2 为酸性气体可以与碱性物质反应的原理进行吸收分离。

常用的碱性吸收剂有：碱金属碳酸盐水溶液，乙醇胺水溶液等。其中碳酸钠溶液吸收法具有工艺技术成熟、设备简单和投资少的特点，国内不少以石灰窑气为气源的工厂

采用此法生产商品 CO2 ，但该法的主要缺点是生产率低。

因此，本方案采用目前先进的 MEA 法作为技术方案。

1.2 物理法

物理法可分为物理溶剂吸收法、薄膜渗透法、低温蒸馏法、吸附分离法等多种技术方法。

1.2.1 物理溶剂吸收法

物理溶剂吸收法具有与化学吸收法相似的特点，利用液体吸收剂对 CO2 的溶解度

与其它气体组份不同而进行分离。常用的溶剂有水（高压水洗法）、甲醇（低温甲醇洗法）、碳酸丙烯酯（碳丙法）等，物理溶剂吸收法要求在较高压力下进行。能耗很高，不予比较推荐。

1.2.2 低温蒸馏法

低温蒸馏法利用 N2、O2 及 CH4 等组分和 CO2 组份间沸点的差异，以蒸馏方法将 CO2 分离出来，主要应用于一些富含 CO2 的气田回收

CO2，供二次采油用。不予比较推荐。

1.2.3 膜分离法

膜分离法是以各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现分离的方法，用于 CO2分离的膜分离器有中空纤维管束和螺旋卷板式两种，目前该法必须与其它分离工艺结合使用。不予比较推荐。

1.3 方案二，PSA 吸附分离法

吸附分离法则是利用吸附剂的平衡吸附量随组份分压或体系温度变化而不同的特性行分离操作的，纯属简单的吸附－－解吸物理过程，具有工艺简单、无毒、无污染（不

污染环境和气源本身）的特点，同时也不存在吸收法所要求的溶剂配制和溶剂损耗等问题。因此作为方案二，予以比较。

2.0 推荐意见

2.1 比较一览表：具体内容详见第三、四部分。

比较结果

1 装置总投资万元2210.23 2798.23 方案一好，投资少588.0 万元

2 装置占地面积M2 1800 3000 方案一好，占地少1200m2

3 1000Nm3 纯干CO2 计成本元386.1 175 方案二好，1000m3 CO2 成本少

211 元

4 1 年运行总成本万元2471 1120 方案二好，每年节省成本1351 万元

2.2 推荐意见：

两个方案优劣一目了然，推荐采用 PSA 吸附分离法。

第三部分

方案一新型 MEA 法水泥窑尾气提纯工业 CO2 气体装置技术方案及投资估算

1.0 装置概况

第一节 MEA 法技术方案

文中所述压力除特别注明外，全部为表压

1.1 目的：提供变压吸附法回收 CO2 装置

1.2 原料气组成：(v %)

组分CO2 CO O2 H20 N2 N0X Σ

V% 21.2 0.2 9.4 4.6 64.6 477mg/m3 100

1.3 原料气压力：常压 MPa(表压，以下同)。

1.4 原料气温度：124℃

1.5 原料气流量：42000 Nm3/h，询价方可提供流量：128911Nm3/h 。

1.6 产品气组成CO2 纯度：CO2≥99~99.5%（气态，V％）

产品 CO2 气中对氮氧化物含量不作要求。

1.7 产品气输出流量：8000 Nm3/h（8000 Nm3/h 100％CO2）

1.8 产品气输出压力5～10KPa

1.9 废气：废气输出压力 10KPa，流量：3138

2.4 Nm3/h，可作为反吹气体。

2.0 新型 MEA 技术化学反应机理

2.1 一乙醇胺（MEA）产品介绍别名：2-羟基乙胺，2-氨基乙醇

英文名：Monoethanolamine 分子式：H2NCH2CH2OH 分子量：61.08（按 1979 国际原子量表）理化性质：

常温下为无色、粘性液体，有氨味，溶于水，呈强碱性。能与水、乙醇相混溶。

腐蚀铜、铜化合物和橡胶。液体和蒸汽腐蚀皮肤和眼睛。可与多种酸反应生成酯、胺盐。沸点 170℃，熔点 10.5℃。技术指标：