電廠煙氣CO2捕集實驗研究及技術(shù)經(jīng)濟性分析.pdf

1、以CO2為主的溫室氣體引起了日益嚴重的溫室效應(yīng)，在人為的CO2排放源中，電廠煙氣中的CO2占了很大一部分比例，若能對電廠煙氣CO2進行大規(guī)模的捕集與利用，不僅會大大減少CO2的排放，帶來極大的環(huán)境效益，而且可以將捕集到的CO2再利用，帶來一定的經(jīng)濟效益。目前，化學(xué)法捕集電廠煙氣CO2面對的主要問題是捕集過程的高能耗和高費用。
　　 為了研究不同種類醇胺以及復(fù)合胺的吸收性能，本文模擬電廠煙氣，搭建小試實驗臺，對醇胺溶液吸收電廠煙氣

2、的性能進行了實驗，在實驗單組分溶液的基礎(chǔ)上，篩選出吸收性能較好的醇胺，進行復(fù)合胺溶液的吸收實驗。實驗結(jié)果表明：對同種醇胺來說，吸收液的濃度越高，則其吸收速率越大，吸收時間越長，吸收總量也越大；在吸收效果上，TETA的優(yōu)勢明顯，速率快、持續(xù)時間長，吸收量大；MEA的速率較快，但吸收時間短；DEA和AMP的吸收效果差不多，速率遜于MEA；MDEA在濃度達到0.5mol/L以上時，其吸收時間長、吸收量大的特點就很明顯了；以MEA為主體的復(fù)合胺

3、MEA+MDEA復(fù)合胺溶液的吸收速率復(fù)合作用系數(shù)為1.12，吸收總量復(fù)合作用系數(shù)為1.76，脫除率復(fù)合作用系數(shù)為1.01，兩者的正作用主要體現(xiàn)在了吸收時間增長，吸收量的增大上；MEA+AMP復(fù)合胺溶液的吸收速率復(fù)合作用系數(shù)為1.28，吸收總量復(fù)合作用系數(shù)為2.45，脫除率復(fù)合作用系數(shù)為1.19，兩者的正作用體現(xiàn)的很全面，各個參數(shù)都有所增強；而以TETA為主體的復(fù)合胺，吸收效果都比純。YETA溶液要差很多，說明TETA醇胺并不適合與其他醇

4、胺混合。另外，實驗結(jié)果顯示，PH值可以反映溶液的活性度，PH值會隨著吸收的進行而逐漸變小，溶液的吸收效果也會逐漸變差，并且每種醇胺吸收結(jié)束后的PH值不同。
　　 針對實際工程應(yīng)用中，煙氣CO2捕集能耗高、費用高，本文以勝利電廠煙氣3萬噸/年CO2捕集系統(tǒng)為研究對象，對其技術(shù)性和經(jīng)濟性進行了分析。在技術(shù)性分析上，重點分析了系統(tǒng)的技術(shù)路線和CO2的后續(xù)處理，分析可以得出結(jié)論，本系統(tǒng)所選用的技術(shù)路線完全合理。針對能耗高的問題，對能耗較

5、大的捕集分離部分和壓縮液化部分進行了分析。對于捕集分離部分，采用了能效分析法，經(jīng)計算可以得出，每個換熱器都有增大能效率的空間，是一個重要的節(jié)能突破口，對于壓縮液化部分，則采用功率分析法得出結(jié)論，提高液化壓力可以有效降低減少CO2壓縮液化總功率。因此，在設(shè)備允許的前提下，可盡量增大液化壓力。
　　 在經(jīng)濟性方面，本文分析了整個系統(tǒng)的費用，包括初始投資和運行費用，詳細介紹了CO2捕集費用的組成，同時對效益也進行了分析，包括貨幣效益和

6、非貨幣效益，其中貨幣效益方面，勝利電廠煙氣CO2捕集系統(tǒng)的利潤率大約在15％左右。
　　 最后，本文對AspenPlus模擬電廠煙氣CO2捕集進行了初步的研究探討，并選擇了合適的模塊和計算方法對煙氣CO2捕集做了基礎(chǔ)流程的模擬，以期經(jīng)過深入的研究，進一步將AspenPlus應(yīng)用于煙氣CO2捕集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計、優(yōu)化操作和技術(shù)改造，不僅可以綜合考慮多個工藝參數(shù)對運行效果的影響，而且相對于中試實驗，節(jié)省了大量的人力和物力，以很低的費用