MDEA脱除烟道气中二氧化碳的工艺设计开题报告

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1、开题报告MDEA脱除烟道气中二氧化碳的工艺设计一、选题的背景、意义气体CO2减排是目前大气污染治理的一大难题，引起了国际社会的极大关注。吸附法、膜分离法、液膜法、有机胺吸收法、离子液循环吸收法等是CO2气体回收常用的方法。通过对各种方法的原理及研究现状介绍，深入分析了各种方法的优缺点及存在的问题，选择出合适的二氧化碳捕集工艺并用化工模拟软件ASPEN进行模拟。化工流程模拟软件出现于上世纪50年代末，现已成为进行化工过程设计的强大工具。SPEN由美国ASPENTECH公司于上世纪80年代推向市场的大型

2、通用流程模拟系统——AspenPlus。该软件具有完备的物性数据库，备有全面、广泛的化工单元操作模型，能方便地构成各种化工生产流程，提供一套功能强大的模型分析工具，它用严格和最新的计算方法，进行化工单元和全流程的模拟运算。二、相关研究的最新成果及动态2.1二氧化碳的捕集工艺目前在二氧化碳捕集的方法中吸附法、膜分离法、液膜法、有机胺吸收法、离子液循环吸收法等是CO2气体回收常用的方法。2.1.1吸附法吸附法是利用固态吸附剂对原料混合气中的CO2的选择性可逆吸附作用来分离回收CO2。吸附剂在高温(或高压

3、)时吸附CO2，降温(或降压)后解析CO2，通过周期性的温度(或压力)变化,从而使CO2分离出来。其关键是吸附剂的载荷能力，主要决定因素是温差(或压差)。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。目前工业上应用较多的是变压吸附工艺,它属于干法工艺，无腐蚀，整个过程由吸附、漂洗、行降压、抽真空和加压五步组成，其运系统压力在1.26MPa~6.66kPa之间变化。吸附法的主要优点是工艺过程简单、能耗低、适应能力强，但此法的吸附容量有限、需要大量的吸附剂、吸附解吸频繁、自动化程度要求较高

4、。2.1.2膜分离法7膜分离法是利用某些聚合材料制成的薄膜对不同气体的渗透率的不同来分离气体的。膜分离的驱动力是压差，当膜两边存在压差时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流，渗透率低的气体则绝大部分在薄膜进气侧形成残留气流，两股气流分别引出从而达到分离的目的。用于CO2气体分离的膜大多为乙酸纤维、聚砜、聚酰胺等。膜分离法是利用某些聚合材料制成的薄膜对不同气体的渗透率的不同来分离气体的。膜分离的驱动力是压差，当膜两边存在压差时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流，渗

5、透率低的气体则绝大部分在薄膜进气侧形成残留气流，两股气流分别引出从而达到分离的目的。用于CO2气体分离的膜大多为乙酸纤维、聚砜、聚酰胺等。2.1.3液膜法液膜法是膜技术与气体吸收技术相结合的新型杂化膜分离过程．它采用中空基质膜作为支撑体，使气体与吸收液的接触面积显著增大(约为600~1200m2/m3)，克服了气液两相直接接触所带来的夹带现象。具有传质界面稳定、比表面积大、传质效率高、能耗低、装置体积小和操作弹性大等优势。通常膜采用疏水性微孔中空纤维，其在传质过程中起到气液两相隔膜的作用，气体从膜一

6、侧的气相穿过膜微孔扩散到另一侧的液相，被液相吸收，膜对气相中的组分无选择性，吸收剂对组分的选择性起关键作用。膜吸法与传统的塔式吸收器相比，膜吸收器具有装填密度高、气液接触界面稳定、无泡沫、无液泛等优点，对于处理量小、浓度低的情况，膜分离-溶剂吸收藕合技术具有优势。但是该法目前只在实验阶段，许多技术上的问题还未解决。2.1.4胺化合物吸收法胺化合物吸收法主要有热钾碱法(苯菲尔法、砷碱法及空间位阻法等)和烷基醇胺法(MEA法、DEA法、MDEA法等)。有机胺吸收法是世界上使用最广的一种方法，占60%的份

7、额，其优点是吸收效率高工艺较简单，但也存在再生能耗大；传质面积较小；会产生液泛、雾沫夹带、鼓泡现象发生；气液直接接触，对设备腐蚀性大；会产生环境污染物的问题。2.1.5ECO2技术最近几年,用氨水洗涤烟道气脱除CO2的技术得到了世界范围的关注。美国Powerspan公司开发了ECO2捕集工艺,可用氨水捕集电厂烟气中的CO2。BP替代能源公司与Powerspan公司正在开发和验证Powerspan公司基于氨水的CO2捕集技术,下一步将把该技术商业化应用于燃煤电厂。与传统的MEA工艺相比，ECO2技术有

8、以下优点：氨水吸收CO2有较高的负荷能力,无腐蚀问题,在烟气环境下不会降解；再生所需能量很少,运行成本远低于MEA法；较低的化学品成本、副产品可供销售；可实现多污染物控制。但是，ECO2法存在吸收产物不稳定、CO2选择性低的缺点。72.2化工模拟软件ASPENAspenPlus模拟系统是麻省理工学院于70年代后期研制开发，由美国Aspen技术公司80年代初推向市场，它用严格和最新的计算方法，进行单元和全过程的计算，可以提供准确的单元操作模型，还可以评估已有装置的优化操