本文關鍵詞：CO_2化學吸收技術研究，，由筆耕文化傳播整理發布。

《浙江大學》 2011年

燃煤煙氣CO_2化學吸收技術研究

朱德臣  

【摘要】：溫室效應導致的極端災害氣候現象日益頻繁。溫室效應貢獻最大的氣體是CO2,減少人為CO2排放是應對氣候變化的有效手段。目前,降低大型固定CO2排放源的碳排放量被認為是最為可行、最有成效的方案。化學吸收技術是當今燃煤電站最為成熟、最易商業化和工業放大的脫碳技術之一。然而,現階段該技術的能耗和水耗相對偏大,難以滿足工業生產的要求。本文由吸收劑改良和工藝優化整合角度出發,對改善脫碳效果、降低工藝能耗,減少工藝耗水的可行性進行探索。 吸收劑研究方面,已知吸收劑普遍存在低再生能耗與高吸收性能難以并存的尷尬,將不同性能的胺類混合有望改善吸收劑的整體性能。探索研究針對少數典型混合胺在特定反應器、特定工況下進行對比意義不大,也未給出任何可遵循配比規律及評定。本文在經過反應器進行優化選擇后,運用常壓下半連續實驗對29種混合吸收劑CO2吸收再生特性在相同實驗工況下進行了系統地對比研究,引進了增強因子和交互系數來對吸收劑混合配比原則進行了剖析,并對混合吸收劑種類的篩選開展了詳細地討論。研究發現,20%MEA+10%DETA和25%MEA+5%PZ是MEA為基準的混合胺中吸收再生綜合性能最好的兩種試劑,15%MDEA+15%DETA是MDEA為基準的混合胺中綜合性能最好的試劑。前兩者可在保證再生性能與30%MEA溶液基本相似的情況下,將吸收性能評分提高54%～76%,而后者則可在保證吸收性能30%MEA溶液基本相似的情況下,再生能耗下降25%左右；氨水是近年吸收劑研究的一個熱點。盡管人們對氨水脫碳技術已由反應動力學和吸收熱及中試進行了研究,得出了許多有益的結論。氨水技術優化參數的選取及調整思路,氨水逃逸控制的改進仍有較大提高空間。本文對氨水吸收再生CO2及氨水逃逸控制的實驗研究發現,0.4mol CO2/mol NH3為推薦循環工藝貧液CO2負荷值,隨著氨水濃度和操作溫度的提升,氨逃逸現象加劇,1%的AEPD和1%的AMP添加劑甚至能將30min內的氨逃逸量降低33%左右。 工藝改進方面,本文分析了現有工藝優化改進研究領域的進展,基于目前化學吸收技術水平衡研究缺乏及技術耗水過多的現狀,分別對燃煤電站水平衡及化學吸收脫碳工藝內部水平衡進行了詳細分析,提出了雙水罐水自平衡工藝,利用化學吸收工藝系統內各部分水的再組織解決工藝水耗過大問題。最后,對300MW燃煤電站化學吸收脫碳工藝改進進行了估算。 在半連續實驗對各項操作參數的優化研究基礎上,并結合水平衡改進工藝,完成了200Nm3/h燃煤煙氣脫碳化學吸收試驗平臺的設計及搭建工作。該試驗平臺設計脫除率90%,試驗擬測試不同化學吸收劑,在對填料吸收塔水動力學特性深入研究的基礎上,提出反應器的優化改造方案。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：X701
【目錄】：

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