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《燃煤電廠煙氣CO2捕集化學(xué)吸收劑研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、燃煤電廠煙氣002捕集化學(xué)吸收劑研究任增泉1。2,李玉星1,席紅君2(1.中國石油大學(xué)(華東),山東青島266580;2.中石化勝利建設(shè)工程有限公司257000)摘要:為了解決油田強化采油所需的co二來源以及減少電廠煙氣co二排放污染,采用化學(xué)吸收法對發(fā)電廠煙氣進行co二捕集,為了篩選出最佳化學(xué)吸收溶液以降低工程投資及運行成本,采用室內(nèi)實驗研究方法優(yōu)選了基礎(chǔ)吸收液,并以此為基礎(chǔ)研究了各類不同配比的復(fù)合有機胺溶液對co!的吸收和解吸性能,最終優(yōu)選出().7()moL/1MEA一0.30tooL/lAMP作為較優(yōu)的
2、復(fù)合吸收液關(guān)鍵詞:CO。;化學(xué)吸收法;復(fù)合胺;吸收效能;再生效果目前,油田注氣開采技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油田開發(fā)中?1“。其中,CO:驅(qū)油可有效的提高油田采收率,尤其是對于低滲透油藏能夠有效避免開發(fā)過程中出現(xiàn)的“水注不進、油采不出”的問題”l。但由于缺少大量、穩(wěn)定、高純度的CO二資源,制約了該項技術(shù)在油田的推廣應(yīng)用。在CO:驅(qū)油區(qū)域周邊,多有燃煤電廠,是CO:的長期、大量、固定排放源。將油田周邊電廠排放的CO!捕集出來,可在為油田大規(guī)模CO:驅(qū)提供穩(wěn)定氣源的同時,減少電廠的CO:排放量,保護環(huán)境,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)境效
3、益的雙贏。燃煤電廠煙氣中CO!濃度為10%一14%,對于這種低濃度、低分壓的CO:氣源,化學(xué)吸收法是目前最為成熟的CO二捕集工藝,降低CO:捕集成本及能耗是其技術(shù)進步的關(guān)鍵。高效吸收液是化學(xué)吸收法CO!捕集技術(shù)的核心,也是降低捕集能耗及成本的根本出發(fā)點。本文通過室內(nèi)試驗及軟件模擬相結(jié)合的方法,研究不同復(fù)配組合的化學(xué)吸收液對煙氣CO二的吸收和再生性能,從而優(yōu)選出較優(yōu)的CO!捕集化學(xué)吸收劑。1實驗裝置及流程實驗采用自主開發(fā)的吸收、解吸實驗裝置。吸收實驗裝置見圖l:采用常壓鼓泡式直接接觸法研究吸收性能,氣源為模擬煙道
4、氣(其中CO:體積分數(shù)為15%,N!體積分數(shù)為85%)。設(shè)定反應(yīng)溫度為40c
5、C,進氣總流量為240mL/min。將球形多孔反應(yīng)探頭放入四孔燒瓶反應(yīng)器中,開啟攪拌器。當進氣流量與出氣流量差值低于5mL/min時,認為反應(yīng)達到飽和狀態(tài),停止實驗。CO:吸收速率采用式l計算,再通過計算吸收速率對時間的積分,得到CO:吸收量。tl=pAv/RT式中:n為吸收速率,F(xiàn)IIoL/s;P為吸收系統(tǒng)內(nèi)部壓力,為常壓,Pa;為皂膜流量計進口和出口示數(shù)之差,mL;R為摩爾氣體常數(shù),R=8.314J/(K·moL);T為反應(yīng)溫度,
6、℃。再生實驗裝置見圖2:吸收實驗結(jié)束后,取下燒瓶反應(yīng)器,將其放人電熱恒溫油浴中,設(shè)定反應(yīng)溫度,進行加熱再生,再生時間統(tǒng)一為120min,再生能耗通過電表測得,利用皂膜流量計測定再生氣產(chǎn)生速率。圖1吸收實驗裝置圖1_二氧化碳鋼瓶;2一氮氣氣體鋼瓶;3,4一氣體閥門;5,6一氣體流量計;7一氣體混合緩沖瓶;8一三通閥;9一螺旋玻璃管;10’15一電熱恒溫水浴鍋;11,18一氣體干燥器;12,19一智能電子皂膜流量計;13一球形多子L反應(yīng)探頭;14一氣液接觸反應(yīng)器;16一精密增力電動攪拌器;17一智能電子pH儀,電位
7、儀◇’葑芒圖2再生買驗裝置圖1-溫度計;2一三口燒瓶;3一電熱恒溫油浴鍋;4一冷凝管;5一濃硫酸洗氣瓶;6一智能電子皂膜流量計;7一新制飽和氫氧化鈣溶液2基礎(chǔ)吸收液評價和優(yōu)選選取MEA、DEA、TEA、DETA、TETA五種在二氧化碳捕集領(lǐng)域研究和應(yīng)用廣泛的試劑作為備選,通過多次吸收和再生實驗確定最佳試劑為基礎(chǔ)吸收液。由圖3、圖4可知,對相同質(zhì)量分數(shù)的MEA、DEA、TEA、DE—TA、TETA溶液,MEA的吸收速率最快,吸收容量最大;TETA次之,TEA最小。五者對二氧化碳吸收速率和吸收容量次序為:MEA>T
8、ETA>DETA>DEA>TEA。98化,看琿2015年7月亂一}從lIlIl醇胺溶液與CO:反應(yīng)生成不穩(wěn)定氨基甲酸鹽,也稱為富液,富液加熱分解釋放出CO二,本身得到再生。對醇胺溶液捕集二氧化碳工藝而言,再生溫度是反映再生能耗的主要指標,再生率則是反映試劑穩(wěn)定性的核心參數(shù)。由表1可知,對不同單體溶液,MEA再生溫度最小,再生率最高。五種單體溶液再生溫度次序為:MEADETA>DEA>TEA>TETA.吸收時間(rain)圖3不同單體溶液吸收速率與吸收時
9、間關(guān)系曲線吸收時間(min)圖4不同單體溶液吸收量與吸收時間關(guān)系曲線表1不同單體溶液再生溫度與再生率類別再生溫度(℃)再,k牢(%)MEA10393.68DEA10488.87TEA10486.33DETA10589.73TETA105.586.24綜上可知,在五種備選溶液中,MEA試劑吸收速率、吸收容量最大,同時再生率最高、再生溫度最低,是最佳的基礎(chǔ)吸收液。3復(fù)合胺吸收液的開發(fā)復(fù)合胺