论文部分内容阅读
膜吸收法是一种很有前途的燃煤烟气CO<,2>脱除技术，本文通过开发新型吸收剂和低能耗再生工艺来提高吸收剂对CO<,2>的吸收速率，并降低再生能耗。
首先系统研究了典型单一吸收剂的吸收和再生特性。结果发现，各种吸收液的吸收速率和再生能耗分别有以下规律：PZ>一级胺>AMP>氨基酸盐>二级胺>三级胺，一级胺/mol。
在单一吸收剂研究的基础上，按“高吸收速率、低再生能耗”的混合要求，在一级胺中添加三级胺、在三级胺中添加活化剂、在二级胺中添加空间位阻胺组成3类不同的混合吸收剂，并在直接接触实验台上分别进行吸收和再生特性实验。结果发现，3类混合液中，一级胺中添加少量三级胺在吸收性能上占优势，再生效果最好的是二级胺中添加少量空间位阻胺，其次是三级胺和中量活化剂的混合液，一级胺和少量三级胺的混合液再生程度最小。
将在直接接触实验台中优选出的吸收剂，在中空纤维膜接触器中进行CO<,2>的吸收实验，并探讨各关键参数变化对所筛选的吸收剂的影响。结果发现MEA中添加少量MDEA，MDEA中分别添加中量PZ、PT，DEA中添加少量AMP较有优势。3类吸收液中，MDEA+PZ/PT类吸收液脱除效率随着PZ和PT添加浓度的增加提高幅度较大，液温和液速对吸收液脱除效率的总体影响较小，所有吸收液的脱除效率随着MDEA浓度的增加而增加。MEA/MDEA与MDEA/PZ类吸收剂脱除效率最高为70％～90％左右，MDEA脱除效率最低为10％～40％间，DEA/AMP与MDEA/PT类吸收剂处于中部为40％～70％。
在富液减压再生实验台上初步研究了富液减压再生，结果发现，减压再生效果随着富液变薄、富液初始负荷降低、再生时间增加、再生压力降低而改善，再生时间和再生压力与再生能耗密切相关。再生30min时0.8mm薄层富液减压再生程度比热再生提高了54.45％，且减压再生能耗小于热再生。
设计了100000Nm<3>/h烟气CO<,2>膜吸收工艺并进行经济性分析。采用聚丙烯中空纤维膜接触器组件吸收CO<,2>，填料再生塔热再生，再生塔所需的热量由底部再沸器供给。初步估算，每小时能获得纯度大于98％的CO<,2> 24吨，系统总初投资2390万元，年运行费用1923万元，CO<,2>回收成本145.7元·(t CO<,2>)<-1>。
系统总初投资中，膜组件投资额占38.9％，是初投资的主要影响因素；运行费用中蒸汽消耗所花费用占70.6％，成为CO<,2>回收成本中最主要的影响因素。