火電廠碳捕集工藝全流程模擬與工藝改進(jìn).pdf

1、大氣中二氧化碳的濃度不斷增加，可能成為導(dǎo)致全球氣溫的變暖重要因素，所以碳捕集工藝的研究目前尤為重要。當(dāng)前火電廠的煙氣脫碳主要采用醇胺法，其處理氣量大，吸收效果好。但是該工藝存在再生能耗高，吸收溶劑降解嚴(yán)重，設(shè)備腐蝕速率大等一系列問題，因此本文采用流程模擬方法對(duì)一般的醇胺捕集工藝進(jìn)行研究，通過考察各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)CO2捕集能力的影響，優(yōu)化操作條件及吸收溶劑配比，對(duì)現(xiàn)有的碳捕集工藝進(jìn)行改進(jìn)，在保證碳捕集能力的情況下，降低再生能耗及裝置設(shè)備腐蝕

2、速率。
　　 首先通過對(duì)當(dāng)前火電廠一般采用的燃燒后脫碳工藝進(jìn)行分析比較，建立全流程模擬的數(shù)學(xué)模型，指定煙氣處理量為66000Nm3·h-1，吸收劑為30％的單乙醇胺(MEA)，碳捕集率是90％作為基準(zhǔn)，采用Bryan Research&Engineering公司為醇胺溶液吸收過程定制的物性數(shù)據(jù)包作為物性計(jì)算方法，指定ProMax內(nèi)建的TSWEET模型作為模擬醇胺溶液吸收二氧化碳的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，在ProMax平臺(tái)進(jìn)行模擬計(jì)算，把

3、模擬結(jié)果與實(shí)際碳捕集工藝數(shù)據(jù)對(duì)比分析，確認(rèn)模擬過程可靠性。在此基礎(chǔ)上，通過靈敏度分析，考察煙氣的進(jìn)口溫度、吸收液循環(huán)量及進(jìn)塔溫度、低壓蒸汽消耗量、吸收塔高度等對(duì)工藝捕碳能力的影響。優(yōu)化后，給出一般碳捕集工藝的貧液酸氣負(fù)載約為0.2659mol·mol-1胺，捕集每kg CO2產(chǎn)品，水蒸氣消耗約為2.007kg。
　　 在以上較優(yōu)的工藝條件下，模擬研究常用的MEA、MDEA和PZ三種醇胺混合溶劑在不同配比下對(duì)碳捕集過程的影響，以降

4、低貧液酸氣負(fù)載量為目標(biāo)，從而降低吸收液在高溫下對(duì)設(shè)備的酸腐蝕。分別研究了MEA+MDEA、MEA+PZ、MDEA+PZ、MEA+MDEA+PZ混合液作為吸收劑。在總胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，碳捕集能力及碳捕集率不變的條件下，考查了混合配比對(duì)貧液酸氣負(fù)載量影響。通過優(yōu)化吸收劑配比，從而明顯降低貧液酸氣負(fù)載量。
　　 在較優(yōu)的吸收劑配比條件下，通過對(duì)現(xiàn)有的工藝進(jìn)行改進(jìn)，降低單位CO2產(chǎn)品水蒸氣耗量。新的碳捕集工藝采用分流富液方法，使一部分