電廠煙氣CO2捕集實(shí)驗(yàn)研究及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析.pdf

1、以CO2為主的溫室氣體引起了日益嚴(yán)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(duì)電廠煙氣CO2進(jìn)行大規(guī)模的捕集與利用，不僅會(huì)大大減少CO2的排放，帶來(lái)極大的環(huán)境效益，而且可以將捕集到的CO2再利用，帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。目前，化學(xué)法捕集電廠煙氣CO2面對(duì)的主要問(wèn)題是捕集過(guò)程的高能耗和高費(fèi)用。
　　 為了研究不同種類(lèi)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(shí)驗(yàn)臺(tái)，對(duì)醇胺溶液吸收電廠煙氣

2、的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)單組分溶液的基礎(chǔ)上，篩選出吸收性能較好的醇胺，進(jìn)行復(fù)合胺溶液的吸收實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)同種醇胺來(lái)說(shuō)，吸收液的濃度越高，則其吸收速率越大，吸收時(shí)間越長(zhǎng)，吸收總量也越大；在吸收效果上，TETA的優(yōu)勢(shì)明顯，速率快、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，吸收量大；MEA的速率較快，但吸收時(shí)間短；DEA和AMP的吸收效果差不多，速率遜于MEA；MDEA在濃度達(dá)到0.5mol/L以上時(shí)，其吸收時(shí)間長(zhǎng)、吸收量大的特點(diǎn)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(shí)間增長(zhǎng)，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(gè)參數(shù)都有所增強(qiáng)；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(shuō)明TETA醇胺并不適合與其他醇

4、胺混合。另外，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，PH值可以反映溶液的活性度，PH值會(huì)隨著吸收的進(jìn)行而逐漸變小，溶液的吸收效果也會(huì)逐漸變差，并且每種醇胺吸收結(jié)束后的PH值不同。
　　 針對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用中，煙氣CO2捕集能耗高、費(fèi)用高，本文以勝利電廠煙氣3萬(wàn)噸/年CO2捕集系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)其技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。在技術(shù)性分析上，重點(diǎn)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(duì)能耗高的問(wèn)題，對(duì)能耗較

5、大的捕集分離部分和壓縮液化部分進(jìn)行了分析。對(duì)于捕集分離部分，采用了能效分析法，經(jīng)計(jì)算可以得出，每個(gè)換熱器都有增大能效率的空間，是一個(gè)重要的節(jié)能突破口，對(duì)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(jì)性方面，本文分析了整個(gè)系統(tǒng)的費(fèi)用，包括初始投資和運(yùn)行費(fèi)用，詳細(xì)介紹了CO2捕集費(fèi)用的組成，同時(shí)對(duì)效益也進(jìn)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(rùn)率大約在15％左右。
　　 最后，本文對(duì)AspenPlus模擬電廠煙氣CO2捕集進(jìn)行了初步的研究探討，并選擇了合適的模塊和計(jì)算方法對(duì)煙氣CO2捕集做了基礎(chǔ)流程的模擬，以期經(jīng)過(guò)深入的研究，進(jìn)一步將AspenPlus應(yīng)用于煙氣CO2捕集系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、優(yōu)化操作和技術(shù)改造，不僅可以綜合考慮多個(gè)工藝參數(shù)對(duì)運(yùn)行效果的影響，而且相對(duì)于中試實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了大量的人力和物力，以很低的費(fèi)用