三元复合吸收剂捕集二氧化碳中试优化.pdf

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1、jJ吖／!UjffJ10．(J_／J／试验研完／一一=====：====一一ll__一===～=三一一一=二======三元复合吸收剂捕集二氧化碳中试优化纪国庆中国石化石油工程设计有限公司摘要：目前醇胺化学吸收法已经成为烟气二氧化碳回收的主要方法，但存在吸收速率差、再生负荷高、易降解等缺点。在前期研究的基础上，采用DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂，应用醇胺化学吸收流程，在10m。／h的连续测试平台上进行三元复合吸收剂的吸收、解吸常压CO中试测试。DEA—MDEA—AEP三元复合吸收剂最佳工艺参数

2、为：吸收温度为40oC，气液比为10L／m。，浓度为3mol／L。研究表明，相同实验条件下，吸收剂脱碳率随吸收剂浓度、气液比增加而增大，随吸收温度增加先增加后下降；再沸器的热负荷则随着吸收温度，液气比以及溶液浓度的增加而增加。关键词：DEA；MDEA；AEP；三元复合吸收剂；CO；工艺参数doi：10．3969~．issn．1006—6896．2015．2．005近年来，由于工业的急速发展和人口的迅猛增塔高约为4800mm，填料层分两段，每段高约为加，使得大气中二氧化碳(CO。)等温室气体的浓1200

3、mIrl；再生塔塔径80mm，塔高4000mIi1，填度远远超出自然生态系统所能承受的能力，产生了料层分两段，每段高约为l000mm。温室效应。CO是造成温室效应、导致地球气候变1．2实验流程暖、破坏大气环境的主要污染物。实验装置流程如图1所示。吸收液在吸收塔中燃煤电厂是CO。的集中排放源，因而研究燃煤吸收CO，经过贫富液换热器被再生液预热后进入电厂烟气C0。的捕集纯化技术已经是当前的一项重再生塔，在再生塔中进行解析，释放CO后，从再要工作。目前醇胺化学吸收法已经成为烟气CO回生塔底部流出，进贫富液换

4、热器和冷凝器后再重新收的主要方法，但存在吸收速率差、再生负荷高、进入吸收塔进行吸收实验。实验过程中，在吸收一易降解等缺点，而对于CO捕集技术来讲，开展脱再生达到稳定的循环状态后(30min后)，进行数碳工艺的整体优化来提高传质效率、降低再生能耗据记录。一个测试周期为10h。是脱碳技术现场应用的关键因素之一。在前期研究的基础上，采用DEA-一MDEA—AEP三元复合吸收剂，应用醇胺化学吸收流程，在101TI。／h的连续测试平台上进行三元复合吸收剂的吸收、解吸常压C0中试测试，研究吸收温度、吸收剂浓度、液

5、气比(L／G)、入口CO。浓度等操作因素对脱碳率及再沸器热负荷的影响。1实验装置与流程1．1实验试剂与主要设备DEA(二乙醇胺，工业纯)；MDEA(N一甲基1一CO。钢瓶；2一缓冲罐；3一吸收塔；4一烟气分析仪；二乙醇胺，工业纯)；AEP(氨基乙基哌嗪，工业5一富液泵；6一贫富液交换器；7一贫液冷却器；纯)；蒸馏水；烟气分析仪；空气压缩机；磁力传8一贫液泵；9一再生塔动离心泵；吸收塔；解吸塔。图110m。／hc0捕集连续测试实验装置其中DEA—MDEA—AEP复合吸收剂采用0．7：0．15：0．15的

6、摩尔配比；吸收塔和再生塔采用2实验结果与分析不锈钢波纹规整填料CY一5O0。采用磁力驱动泵将2．1反应温度对捕集C0过程的影响贫液送人吸收塔，将富液送入再生塔。再生塔用过2．1．1吸收温度对脱碳率的影响热饱和水蒸气间接再生。其中吸收塔塔径100mm，吸收液与CO发生的化学反应是放热反应，因油气田地面工程(http．'／／WWW．yqtdmgc．corn)一9一签‘：一谬验砰囊此改变吸收液温度会对CO吸收反应产生一定的影综合考虑脱碳率与再沸器负荷，复合吸收剂浓响。本文进行DEA—MDEA～AEP吸收液对

7、COz的度选用浓度为3mol／L。脱除实验，考察吸收液的温度变化对CO脱除效果2．3液气比(G)对捕集C0过程的影响的影响。实验条件：采用3mol／L的混合吸收液2．3．1液气比对脱碳率的影响(摩尔配比为0．7：0．15：0．15)，流量为0．1m。／h；L／U是指吸收剂单位耗用量，大小直接影响到常温进气，流速10rn。／h，CO。浓度l5％。两相吸收反应效果。在操作过程中，增大L／G可以由DEA—MDEA—AEP复合吸收剂温度对脱碳增大操作线与平衡线之间的距离，即可增大吸收过率的影响曲线可以看出，脱

8、碳率随着温度的增加呈程的推动力。使得吸收反应容易进行，脱碳率高。现上升的趋势。虽然高温时因物理溶解度的关系反之，将减小吸收过程中的推动力，使吸收反应难CO不易进人液相中，使得吸收速率降低；但温度进行，脱碳效果较差。升高吸收液黏度降低，分子扩散增强，液相传质阻本实验C0流量为10m。／h，通过调节液体流量力降低，使得吸收速率增大。再根据阿伦尼乌斯经来改变L／G，利用高精度烟气分析仪记录二氧化碳E验公式=Ae”可知，温度升高，反应速率常数增浓度变化。大，因而