二氧化碳捕集工艺
目前，工业捕集C0 的手段有化学吸收法和物理吸附法。化学吸收法包括胺化合物吸收法、钙基吸收剂法、金属氧化物法、膜分离技术、、O2/CO2循环燃烧法、化学链燃烧法及生物吸收法等。尽管化学吸收法在煤气化、合成气制备、燃油重整和制氢、氮肥生产及燃煤电厂烟气脱CO2等领域都有应用，但仍存在能耗过高的问题。对此，一些学者从新吸收剂开发、吸收装置改进、能量综合利用等方面开展了研究工作 。经济性将是决定这些方法顺利得到应用的重要依据，采用廉价、资源丰富的吸收剂捕集CO2 将大幅度降低工艺成本 常用的CO2 回收利用方法有：
(1)溶剂吸收法：使用溶剂对CO2 进行吸收和解吸，女性快乐器CO2 浓度可达98％以上。该法只适合于从低浓度CO2 废气中回收CO2，且流程复杂，操作成本高；
(2)变压吸附法：采用固体吸附剂吸附混合气中的CO2 ，浓度可达60％以上。该法只适合于从化肥厂变换气中脱除CO2 ，且CO2 浓度太低不能作为产品使用；
(3)有机膜分离法：利用中空纤维膜在高压下分离CO2 ，只适用于气源干净、需用CO2 浓度不高于90％的场合，目前该技术国内处于开发阶段；
(4)催化燃烧法：
利用催化剂和纯O2 把CO2 中的可燃烧杂质转换成CO2 和水。该法只能脱除可燃杂质，能耗和成本高，已被淘汰。
技术特与优势
采用化学吸收法进行燃烧后CO2捕集，具有吸收速度快、吸收能力强、处理量大、回收CO2纯度高等优点；
设置烟气预处理系统，脱除烟气脱硫后携带的粉尘、水等杂质，同时使用抗氧化剂和缓蚀剂，吸收剂消耗低，设备腐蚀小； CO2捕集工艺采用贫富液换热器、CO2冷却器等多级换热，热量综合利用，系统能耗低；
采用尾气洗涤、气液分离等系统，充分回收尾气中的胺溶液，并保持整个捕集系统的水平衡，胺溶液和水消耗量低。
工艺流程
烟气CO2捕集系统由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液煮沸器、胺回收加热器、产品气处理系统（包括冷凝器、气液分离器、压缩机）以及系统水平衡维持系统组成。 脱硫后的烟道气由引风机送入吸收塔，其中CO2被胺溶液吸收，尾气由塔顶排入大气。吸收CO2后的富液由塔底经泵送入换热器，回收热量后送入再生塔。解吸出的CO2气，经处理后送入精处理系统。经过压缩加压、除湿、脱硫、制冷等工序，得到最终产品——液态CO2。 如图所示：
胺溶液选取：
最早研究的是单一胺溶剂，例如已在
工业领域应用的一乙醇胺(MEA)水溶液吸收剂，其吸收的主要反应为式(1)至式(3)，其中R 为～ CH2CH2OH
2RNH2+ C02+ H20一(RNH2)2CO2 (1)
(RNH3)2CO2+ CO2十H2O— 2RNH3HCO3(2)
2RNH2+ CO2— RNHC00NH R (3)
各种有机胺单独使用时各有利弊，一、二级胺吸
收速率快，但易生成较稳定的氨基甲酸盐，使吸收量
减小；三级胺及多级胺吸收负荷提高，但吸收速率较
慢。例如，姜世楠 发现MEA 在C02 吸收和解吸
过程中会发生副反应，分解成乙醛和氨，还会与C02
产生不可逆反应，生成高分子量聚合物，使CO2 吸收
量减小。宿辉等比较了各级胺对C02 的吸收情
况。结果发现，在308 K、三乙烯四胺(TETA)为1．0
mol／L的条件下，TETA对Co2 的吸收量比烷基醇
胺大。目前，更多的研究着重于采用“高效低耗”的复
合吸收剂取代单一吸收剂，其中研究较多的
是甲基二乙醇胺(MDEA)溶液与活化剂的复合吸收
剂(活化MDEA)。活化MDEA工艺已成为天然气
捕集回收CO2 的主流工艺，其主要过程是活化
MDEA与天然气在吸收塔内逆流接触，天然气中的
酸性组分被MDEA吸收；活化MDEA 富液经闪蒸
塔脱除一部分气体用作燃料气，在再生塔内解吸出
CO2 ，贫液循环使用植物抗体 。复合吸收剂中活化剂的浓度影响其吸收性
能。艾宁等经测定发现，在3O．4℃ 、吸收剂
中CO2的摩尔分数为4．5 %的条件下，48．5％(质量
分数，下同)MDEA+5．0％(质量分数)2，3一丁二
酮十水的复合溶剂吸收CO2 的速率快于其他两种复
合溶剂(48．5% MDEA+水和48．5% MDEA+
5．0 %(质量分数)环丁砜+水)。王金莲等 研究
分析了3种复合吸收剂不同配比的吸收和再生特
性，发现在MDEA 中添加哌嗪(PZ)，当复合吸收剂
C02负荷为0．2 mol／mol、MDEA ：PZ=1．0：0．4
(摩尔比)时，复合吸收剂具有较高的吸收速率
(2．0×10 mol／(L·s))、较短的再生时间(40
rain)和较快的再生率(77．77% )。宿辉等研究
发现，在TETA一有机醇胺一水三元混合体系中，TE—
TA一三乙醇胺(TEA)一水对CO2。的吸收效果最好，且
TETA：TEA=1：1(摩尔比)时，吸收量最大，吸收
速率最快。当吸收时间为1426 S、吸收温度为308
K时，CO2最大吸收量为53．23 mol／mol。
胺溶剂吸收法的吸收速率快，但只适用于低浓
度COz气体，且再生能耗大、操作成本较高。工业试
验表明，MEA 从烟气中回收C02 能耗约3 767
kJ／kg，通常是不经济的。发展新型吸收剂是降低
CO2。吸收能耗的重要途径，日本三菱重工公司与关
西电力公司合作开发的位阻胺类CO。吸收剂KS—l和
KS-2，其回收C02 能耗比MEA约少2O% 。并且，由
于KS_1和KS一2比MEA热稳定性好、腐蚀性小，操作
所带来的胺类总损失约可减少到常规吸收剂的1／20
(质量比)
虽然胺溶液吸收剂具有吸收效率较高等优点，
但易发生泄漏、挥发，易造成二次污染及设备腐蚀
等。若将液态胺转变为固态胺，则可避免上述问题。
郭强[I 报道了一种CO2 的固态胺吸收剂，其本质是
一种阴离子弱碱性树脂，具有较大的比表面积(>50
m ／g)和一定的孔径(50 A左右)，初始CO2 吸收率
大于95 %。该材料处理CO2 的基本原理是：吸收
CO2 前，固态胺吸收剂活性基团先与水形成一种水
化胺，然后吸收C02 形成碳酸氢盐；吸收CO2 后，通
过加热水蒸气逆向解吸，可使碳酸氢盐分解，从而使
固态胺再生。
醇胺脱碳工艺主要有一乙醇胺(MEA)、N一甲基二乙醇胺(MDEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇(ADIP)法等。一乙醇胺
(MEA)是伯胺，是一种有机强碱，对酸性气体
(H2s和CO2 )具有吸收速度快、吸收能力强、残留
CO2少、投资省等优点，但也存在再生能耗高、
MEA降解损耗大及设备腐蚀严重等缺点，适合于
病历夹低压混合气中CO2的脱除。N一甲基二乙醇胺
(MDEA)是其中性能较好的醇胺类物质，溶液碱
性较弱，适合于中、高压混合气中CO2的脱除。
三乙醇胺(TEA)静态破碎剂溶液碱性很弱，与CO2反应很
慢，且溶剂较贵，一般不用。
改进措施
改造工艺路线
3．1 装置流程
来自烟道气总管的气体(150 oC，l 000 Pa)经
第l烟气风机加压至6 000 Pa后进入洗涤塔，与
来自塔顶喷淋的冷却水逆流接触，气体被冷却、洗
涤；从塔底排出的循环水送人循环水系统，由塔顶
排出的气体温度降至～40℃ ，经第2烟气风机升
压至9 000 Pa进入CO：吸收塔底部；在吸收塔
内，气体中的CO：被MEA溶液吸收，未被吸收的小蒸箱
尾气在吸收塔上部经洗涤冷却，再经塔顶高效除
沫器分离夹带的溶液后直接排人大气，洗涤液经
冷却后加压返回吸收塔的洗涤段。
富液自塔底由富液泵抽出，加压后首先进入
二级贫一富液换热器以及再生气冷凝器，富液被
加热至～60℃进入一级贫一富液换热器，温度升
至94℃ ，最后经再生塔顶部喷头喷淋人塔；在再
生塔底部，溶液被低压蒸汽加热沸腾，解析出
CO：；再生塔底的水蒸气和解析出的CO：上升，与
富液逆流接触，进行气提；再生后的MEA贫液
(约ll0℃)从再生塔底引出，经换热器进行热量
回收、加压、冷却至40℃ usb转并口，再送回吸收塔的吸收
吸收剂改良
南化集团研究院开发的从烟道气中回收CO2
的工艺技术采用MA复合胺溶剂作为CO。吸收溶
剂。MA复合胺溶剂是以一乙醇胺(MEA)为主溶
剂，添加了活性胺、抗氧化剂和缓蚀剂组成的适用于
回收低分压CO。的优良复合吸收剂，对CO2 具有良
好选择性，可在常温常压下吸收烟道气中的CO2 ，通
过升温解吸即可释放出CO2 。由于其对CO2具有
良好的选择吸收性能和较低的解吸温度，因而采用
MA法回收烟道气中的CO2,具有投资省、回收率
高、成本低、装置运行稳定、建设周期短等优点。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议