检索结果-南通市图书馆

作者：狄闻韬浙江大学

学位级别：硕士

CO捕集、利用与封存技术(CCUS)是目前实现化石燃料利用过程CO大规模减排唯一技术,在众多碳捕集技术中,CO化学吸收法技术工艺较为成熟,可推广性强,但规模化推广应用中存在吸收剂有机胺排放的问题,既对环境造成了威胁,又增加了系统运行成... 详细信息

CO捕集、利用与封存技术(CCUS)是目前实现化石燃料利用过程CO大规模减排唯一技术,在众多碳捕集技术中,CO化学吸收法技术工艺较为成熟,可推广性强,但规模化推广应用中存在吸收剂有机胺排放的问题,既对环境造成了威胁,又增加了系统运行成本。本文采用实验和模拟的方式,研究了化学吸收系统胺排放特性,建立水洗工艺模型并与水洗实验结果相对比,基于水汽异相成核研究过饱和度变化对提高除雾器胺脱除率的影响。本文利用4 Nm/h全流程化学吸收平台,对混合吸收剂AMP-MEA和两相吸收剂AEEA-DEEA在不同烟气CO浓度、烟气进口温度、贫液进口温度和液气比下的胺排放特性进行了研究,探索了气溶胶对胺排放的影响。结果表明,进口烟气CO浓度的提高,促进吸收塔内CO吸收反应热力学平衡正向进行,促进了有机胺挥发排放,但也减少吸收剂自由胺含量,对胺挥发排放有抑制作用,AMP-MEA在12%CO浓度排放量达到266.35 mg/Nm,AEEA-DEEA在10%CO浓度排放量达到29809.82 mg/Nm。贫液进口温度的提高加快了塔内反应速率,胺排放量显著提高。贫液流量增大促进塔内吸收反应进行,放热量增大促进胺排放,同时贫液较低的温度对塔内温度升高有抑制作用。烟气中气溶胶颗粒物的存在大大促进了气溶胶形式胺排放,且排放量远大于有机胺挥发排放,低气溶胶凝结核浓度使得AMP-MEA排放量增长将近9倍,高气溶胶凝结核浓度使得AEEA-DEEA排放量增长将近一倍。基于离散系数分布评估不同系统参数对胺排放的影响,贫液进口温度对AMP排放量影响最大,相关离散系数达到了0.83,烟气CO浓度对MEA、DEEA排放量影响最大,相关离散系数达到了0.76、0.62。本文从模拟和实验角度对水洗工艺进行了探究。基于气液平衡,建立基于水洗工艺的挥发性有机胺排放与控制模型,并与4 Nm/h全流程化学吸收平台实验结果进行对比,验证了该模型的准确性。AMP实测值与模拟值平均误差绝对值为2.505%,MEA实测值与模拟值平均误差绝对值为1.895%,DEEA在一级水洗后的平均误差绝对值为0.358%,在二级水洗后的平均误差绝对值为4.4%。结果表明,水洗液气比从1:160升高到1:36,AMP-MEA排放量从7.05 mg/Nm降低至2.1 mg/Nm,AEEA-DEEA水洗后仍有超过100 mg/Nm的排放量。水洗温度从50℃降低到10℃,AMP-MEA排放量减少64.23mg/Nm,AEEA-DEEA排放量减少12139 mg/Nm。气溶胶工况下AMP-MEA两级水洗脱除率降低至91%以下,AEEA-DEEA两级水洗脱除率降低至92.7%。基于200 Nm/h中试平台的颗粒物测量结果表明亚微米粒径范围中气溶胶颗粒物经过水洗塔气溶胶颗粒峰值粒径减小,峰值浓度增加,峰值粒径颗粒有效密度降低。本文研究了相变除雾法对提高除雾器控制胺排放的效果。由于气溶胶排放颗粒过小,通过搭建相变除雾装置,注入低温湿空气,促进脱碳烟气气溶胶凝结核粒径增长,增强除雾器脱除效果。结果表明,DP高效性不锈钢丝网除雾器主要作用粒径范围为3μm以上大粒径气溶胶颗粒。低温湿空气流量流量从10 L/min增大至30 L/min,除雾器后胺排放量从501 mg/Nm降低到了377.9mg/Nm;低温湿空气相对湿度从70%增大到100%,胺排放量从501 mg/Nm下降到446.9 mg/Nm;低温湿空气温度从10℃升高至19℃,除雾器后胺排放量从501 mg/Nm增大到603.4 mg/Nm。

关键词：碳捕集化学吸收法胺排放水洗气溶胶

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少水胺吸收剂CO_(2)捕集工艺的中试试验与技术经济性评价

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中国电机工程学报 2024年第10期44卷 3897-3904,I0012页

作者：刘飞祁志福方梦祥丁浩然浙江省白马湖实验室有限公司浙江省杭州市310051 浙江浙能技术研究院有限公司浙江省杭州市311121 能源高效清洁利用全国重点实验室(浙江大学) 浙江省杭州市310027

化学吸收法是现阶段燃烧后CO_(2)捕集大规模应用的主要技术路线,但其运行和投资成本高是技术难题。该文采用基于有机胺构效关系开发的低再生能耗少水胺吸收剂,在真实燃烧后烟气条件下的中试平台上,试验研究少水胺吸收剂的CO_(2)捕集率... 详细信息

化学吸收法是现阶段燃烧后CO_(2)捕集大规模应用的主要技术路线,但其运行和投资成本高是技术难题。该文采用基于有机胺构效关系开发的低再生能耗少水胺吸收剂,在真实燃烧后烟气条件下的中试平台上,试验研究少水胺吸收剂的CO_(2)捕集率、再生能耗、挥发性胺排放等性能,并通过流程模拟与成本测算,评估技术经济性。中试结果表明,烟气流量为260~280 m^(3)/h,CO_(2)浓度(干基)约12%,少水胺体系(水质量浓度约15%)实现稳定运行,CO_(2)捕集率高于90%,再生能耗低至2.35 GJ/t CO_(2),胺挥发排放较高(约110~380 mg/m^(3))。在Aspen Plus建立10000 m^(3)/h烟气CO_(2)捕集工艺流程,相比常规一乙醇胺(monoethanolamine,MEA)工艺,少水胺工艺系统的投资成本降低12%,运行成本降低20%。该少水胺吸收剂具有CO_(2)捕集率高、再生能耗低、系统投资和运行成本低等优势,有望在工业示范中应用。该文研究结果可为万t级/年CO_(2)捕集示范工程的设计提供一定依据。

关键词：烟气 CO_(2)捕集少水胺中试试验再生能耗胺排放工艺模拟技术经济

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高负载量二氧化碳吸收剂性能研究

高负载量二氧化碳吸收剂性能研究

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作者：杨祥富北京化工大学

学位级别：硕士

在诸多CO分离技术中,有机胺为代表的化学吸收法目前应用最为广泛。与传统的单乙醇胺(MEA)相比,二元混合胺(NICE)吸收溶剂的负载量提高了55%,循环负载量提高了约60%,应用潜力良好。然而,在实际应用过程中,NICE存在气液界面不清晰、胺逃... 详细信息

在诸多CO分离技术中,有机胺为代表的化学吸收法目前应用最为广泛。与传统的单乙醇胺(MEA)相比,二元混合胺(NICE)吸收溶剂的负载量提高了55%,循环负载量提高了约60%,应用潜力良好。然而,在实际应用过程中,NICE存在气液界面不清晰、胺逃逸和腐蚀设备等问题。有鉴于此,本文开展了针对性研究,主要工作内容如下:(1)研究了有机胺溶液吸收CO后导致的金属腐蚀行为。基于失重实验,探究了单胺溶液的腐蚀特性,考察了不同温度、CO负荷及时间条件下NICE的腐蚀速率,并与相同条件下MEA的腐蚀特性比较。研究表明,NICE溶液表现出比MEA溶液更强的腐蚀性,即在低CO负荷下,NICE溶液对碳钢呈现高腐蚀性,而且温度升高还会加快这种腐蚀行为,在120℃,腐蚀时间为5天时,50%饱和NICE溶液的腐蚀速率为2.9 mm/a,第七天腐蚀速率降至2.2 mm/a。通过SEM-EDS,XRD表征分析发现,碳钢表面腐蚀产物主要是Fe CO。添加缓蚀剂后,减缓了NICE溶液对碳钢的腐蚀速率,其中二巯基苯并咪唑(MBI)的缓蚀效果最佳,在不影响吸收/解吸性能前提下,最高缓蚀率可达75%。(2)研究了CO捕集过程中有机胺与烟气逆流接触时的胺液起泡问题。基于发泡实验,考察了单胺溶液的发泡特性,探究了不同进气流量、温度以及CO负荷对NICE发泡高度以及消泡时间的影响,并与相同条件下MEA的发泡特性进行比较。研究表明,随着进气流量的增加,溶液的发泡性能逐渐升高并趋于稳定,升高温度,可显著减少溶液的发泡高度和消泡时间,当温度升至65℃时,50%NICE溶液发泡高度和消泡时间降至18 cm和22 s。此外,随着CO负荷的增加,溶液的发泡性能呈现先上升后降低趋势,并且NICE溶液的发泡性高于MEA溶液。同时重点考察了不同配比下NICE混合胺的发泡特性,并采用拟合模型预测了溶液的发泡特性,预测误差在10%以内。通过添加消泡剂改善NICE溶液发泡问题,其中聚醚有机硅改性消泡剂效果最佳,在不影响吸收/解吸性能前提下,可将溶液发泡高度消泡时间控制在2.5 cm以下5 s以内。(3)研究了吸收溶液在模拟烟气条件下的胺逃逸行为。探究了单胺溶液的胺排放水平,评估了NICE和MEA溶液在不同进气量、水洗量、温度以及CO负荷下的有机胺排放量。结果表明,随着进气量和温度的升高,吸收塔后、水洗后溶液的胺排放量增加。水洗量对吸收塔后胺排放基本没有影响,但当水洗量由100 m L增加至500 m L时,50%NICE溶液水洗后胺排放量由38.9 ppm降至8.5 ppm;此外,随着CO负荷的增加,吸收塔后、水洗后溶液的胺排放量减少,50%饱和NICE溶液水洗后胺排放量为仅为4.3 ppm。然而NICE溶液的胺排放远高于MEA基准溶液,在经过简单水洗后,仍处于较高的胺排放水平。对此可以通过多级水洗策略降低NICE溶液的胺排放,经过三级水洗后,NICE溶剂水洗脱除率达到99%,胺排放量低于1 ppm,消除了胺排放。

关键词：高负载量吸收剂二氧化碳吸收腐蚀发泡特性胺排放

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胺基碳捕集工艺过程中VOCs排放与迁移

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环境工程 2017年第1期35卷 89-92,102页

作者：张新军陆诗建李世霞马嘉慧曹伟孙岳涛中国石油大学(华东) 山东青岛266580 中石化节能环保工程科技有限公司山东东营257026

胺基碳捕集工艺是燃烧后CO_2捕集的主要方法,是目前工业上降低CO_2排放的有效措施,但会导致其他污染物的排放,如胺溶剂蒸发、降解产物(硝胺、亚硝胺等)挥发性有机化合物(VOCs)的排放。在总结前人研究成果基础上探讨了胺基碳捕集工艺释放... 详细信息

胺基碳捕集工艺是燃烧后CO_2捕集的主要方法,是目前工业上降低CO_2排放的有效措施,但会导致其他污染物的排放,如胺溶剂蒸发、降解产物(硝胺、亚硝胺等)挥发性有机化合物(VOCs)的排放。在总结前人研究成果基础上探讨了胺基碳捕集工艺释放VOCs的排放过程,对VOCs扩散与迁移模型进行系统总结和分析,为CO_2捕集工程的安全设计和环境评价提供可借鉴的经验与思路。

关键词：碳捕集胺排放 VOCs 迁移扩散模型

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