基于有機(jī)胺法的CO2吸收—解吸工藝試驗研究及捕獲系統(tǒng)能耗分析.pdf

1、以CO2為代表的溫室氣體的大量排放造成了全球的溫室效應(yīng)，其中約有60％的溫室效應(yīng)是由CO2產(chǎn)生的，因此選擇經(jīng)濟(jì)有效的吸收劑控制CO2排放已經(jīng)成為應(yīng)對全球氣候變暖的主要途徑。有機(jī)胺對二氧化碳的吸收及解吸在學(xué)術(shù)研究和工業(yè)應(yīng)用方面均有十分重要的意義。本文針對華北地區(qū)某天然氣電廠設(shè)計了基于有機(jī)胺法的CO2捕集系統(tǒng)，設(shè)計并進(jìn)行了有機(jī)胺溶液優(yōu)化復(fù)配研究。
　　首先進(jìn)行了單一組分吸收液對CO2的吸收-解吸試驗，試驗中配制濃度分別為10％、20％

2、、30％、40％的吸收液，分別比較了MEA(一乙醇胺)、MDEA(N-甲基二乙醇胺)和TETA(三乙烯四胺)三種單一吸收液對CO2吸收和解吸的效果，發(fā)現(xiàn)體積濃度20％MEA、40％MDEA、20％TETA有最好的吸收和再生性能，但考慮到工業(yè)應(yīng)用上MDEA的成本較高，故優(yōu)選出20％濃度的MDEA溶液。
　　而后將優(yōu)選出的這三種濃度的單一吸收劑進(jìn)行了吸收-解吸試驗來比較分析其性能，分別計算了其瞬時吸收率和累積吸收負(fù)荷。發(fā)現(xiàn)MEA的吸收

3、速率最快，吸收60min時接近飽和;MDEA吸收速率排在其次，吸收至80min時接近飽和;TETA最慢，吸收110min后仍然具備一定的吸收能力。
　　基于優(yōu)選出的單一吸收劑配方，分別比較了MDEA-MEA、MDEA-TETA、TETA-MEA等混合吸收液在不同濃度配比下的的吸收-解吸效果，得出最優(yōu)的吸收劑體系是MEA∶ MDEA=9∶1，可以達(dá)到再生程度75.1％。
　　初步研究了MDEA-MEA混合胺體系中添加不同濃度的

4、哌嗪(PZ)溶液后吸收和解吸CO2的特性，得出MDEA∶MEA=1∶9，添加0.1mol/L PZ溶液后，富液解吸的再生能耗下降，再生效率可達(dá)98％。
　　設(shè)計了1500t/年天然氣電廠煙氣捕獲系統(tǒng)，并進(jìn)行了能耗分析。采用化學(xué)吸收法吸收CO2，填料再生塔熱再生。經(jīng)過計算得出，捕獲系統(tǒng)吸收塔塔高17m，塔徑1.1m;再生系統(tǒng)再生塔塔高16m，塔徑0.9m。系統(tǒng)整體再生總能耗為1.0 GJ/h，單位CO2再生能耗為4.99 GJ/tC