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目前,二氧化碳控制技术是国内外的研究热点,而化学吸收技术被认为是一种最具有工程可行性的CO2减排方案,本文对化学吸收的关键技术进行试验研究,研究了各种因素(包括吸收液种类、液/气流体力学条件、设备条件和SO2影响等)对CO2脱除的影响规律,并进行了电厂CO2分离工艺经济性分析。首先进行了单一吸收液(MEA、PZ和MEDA)在填料塔内脱除CO2试验。结果发现,液相传质阻力是主要控制因素,吸收液浓度、温度和液气比对CO2脱除起决定作用;气相传质阻力远小于液相,但有一定影响,提高烟气CO2浓度和空塔气速会使脱除效率降低;增加气液接触时间和面积会促进传质,因此提高填料塔高径比及填料比表面积均可以提高脱除效率。为提高吸收效率降低化学吸收的再生能耗,对三种典型的混合吸收液(MEA/MDEA、MEDA/PZ和DEA/AMP)进行了烟气CO2的脱除试验研究,其中重点对混合吸收液的较佳浓度配比和较优工艺操作参数进行了详细的研究。结果表明,三种的混合吸收液对CO2吸收能力排序为:10%MEA+2%MDEA吸收液>10%MDEA+4%PZ吸收液>10%DEA+2%AMP吸收液。添加剂对吸收液主体的活化规律为:MDEA与MEA/MDEA负相关,浓度越低越好(最佳值2%);PZ与MDEA/PZ正相关,浓度越高越好;AMP与DEA/AMP正相关,但化学增强因子值较低。混合吸收液的较优的适应温度为:MEA/MDEA和DEA/AMP对温度较敏感,最佳温度为50℃左右;MDEA/PZ对温度适应性较强,较佳温度为40℃左右。三种吸收液与主体浓度、液气比、填料塔高径比和填料比表面积均正相关。氨水作为一种新型吸收剂目前受到国内外的关注,本文进行了氨水脱除CO2的试验研究。结果表明:与其他吸收液相比,氨水对CO2的吸收效果最佳,在较低浓度下也可得到较好脱除效果。在操作参数方面,氨水对温度变化很敏感,在35℃出现峰值,此时吸收效果最佳;在液气比为8.3~12.5 L/m3下,10%氨水吸收性能最佳,而当液气比高于16.7L/m3后,氨水的吸收效率与10%MEA相当,说明提高液气比会加速氨水挥发;氨水与填料塔高径比和填料比表面积均正相关,较佳高径比为22.5。本文还研究了烟气中SO2浓度对吸收液(MEA、氨水、MEA/MDEA、MEDA/PZ和DEA/AMP)的影响规律。试验结果表明,随着烟气中SO2浓度的升高,SO2对CO2脱除效果的影响增大。对SO2耐受性:MEA吸收液>氨水吸收液>DEA/AMP吸收液>MDEA/PZ吸收液>MEA/MEDA吸收液,但SO2相对CO2含量甚微,其对脱除效率改变并不十分显著;相比其他吸收液,SO2对氨水脱除CO2影响最小,在理论上可以实现SO2与CO2的联合脱除。另外,提高吸收液浓度和液气比均可以减弱SO2影响,当MEA浓度为30%或液气比为16.7 L/m3,SO2的影响可忽略(<0.5%)。论文最后对75t/h燃煤电厂配备化学吸收技术与膜吸收技术的两种脱除CO2工艺进行了技术和经济性对比分析。结果显示,在总投资方面,化学吸收技术低于膜吸收技术;运行费用方面,膜吸收技术年运行费用及CO2成本更低;操作方面,化学吸收技术的成本低但检修麻烦;蒸汽价格是两种工艺年运行费用最大的影响因素;膜吸收工艺还受膜自身寿命的影响,当膜寿命低于临界寿命时,膜吸收技术CO2回收成本将会高于化学吸收技术。