膜吸收和化學(xué)吸收分離CO2特性的研究.pdf

1、本研究主要針對基于化學(xué)反應(yīng)的煙氣CO2分離技術(shù)能耗過高的問題，首先從新吸收劑開發(fā)和新再生工藝實(shí)驗(yàn)研究兩方面來探討工藝能耗降低的可行性。最后，對兩種技術(shù)進(jìn)行深入的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對比分析，分析兩種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適應(yīng)性，并進(jìn)行詳盡的影響因素分析。本文共分9章，各章的研究內(nèi)容如下：
　　 第1章：緒論。詳細(xì)闡述了CO2過量排放而導(dǎo)致的溫室效應(yīng)的危害，引出為何必須進(jìn)行CO2控制，尤其是控制燃煤電廠煙氣中CO2排放。接著，綜述了各種CO2分離回

2、收技術(shù)，并對CO2分離回收技術(shù)的機(jī)理、應(yīng)用狀況、存在的問題及目前的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。同時(shí)，也對各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用性進(jìn)行了對比分析，得出基于氣液化學(xué)反應(yīng)的煙氣CO2分離技術(shù)對燃煤煙氣中CO2控制將是一種比較好的選擇．其次，簡要敘述了幾種常見的CO2固定和利用技術(shù)。最后，詳細(xì)分析了基于氣液化學(xué)反應(yīng)的煙氣CO2分離技術(shù)現(xiàn)在存在的問題，并依此引出本文的主要研究內(nèi)容。
　　 第2章：基于化學(xué)吸收的CO2分離技術(shù)研究進(jìn)展。主要從吸收劑

3、開發(fā)、新工藝開發(fā)和再生工藝改進(jìn)等幾方面綜述了國內(nèi)外研究者關(guān)于降低系統(tǒng)能耗的研究思路和研究動態(tài)。在吸收劑研究現(xiàn)狀中，詳細(xì)敘述了氨水吸收劑、混合有機(jī)胺吸收劑和新型離子液體這三類典型吸收劑的研究動態(tài)、目前存在的問題以及可能的解決技術(shù)；在工藝改進(jìn)和開發(fā)方面，詳細(xì)敘述了現(xiàn)在出現(xiàn)的改進(jìn)工藝、新工藝的流程和降耗潛能。
　　 第3章：典型混合吸收劑的CO2吸收和再生機(jī)理研究。在鼓泡式吸收和熱再生實(shí)驗(yàn)裝置上，對相同質(zhì)量濃度的九種典型單一吸收劑的C

4、O2吸收和再生特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并提出一種新的吸收劑C02吸收和再生綜合評價(jià)方法。其次，根據(jù)單一吸收劑的吸收和再生特性，提出三種典型的混合吸收劑的配比形式。對三種混合吸收劑的CO2吸收特性、再生特性和再生能耗需求進(jìn)行詳細(xì)分析，初步得出較優(yōu)的吸收劑混合配比。
　　 第4章：典型混合吸收劑的膜吸收和化學(xué)吸收特性研究及降耗潛能分析。采用小型中空纖維膜接觸器進(jìn)行CO2的吸收特性實(shí)驗(yàn)研究，并結(jié)合再生能耗指標(biāo)對不同配比的混合吸收劑的降耗性能

5、進(jìn)行分析，最終獲得較優(yōu)的吸收劑混合配比。本章還對所確立的較優(yōu)配比的混合吸收劑的化學(xué)吸收特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并從傳質(zhì)系數(shù)、相對傳質(zhì)高度和C02脫除效率等角度對混合吸收劑的CO2吸收性能進(jìn)行了分析。
　　 第5章：吸收劑富CO2溶液減壓再生機(jī)理研究。在固定式真空減壓再生機(jī)理實(shí)驗(yàn)臺上進(jìn)行大體積富液的減壓再生實(shí)驗(yàn)，并分析減壓再生的機(jī)理及其可行性。
　　 第6章：吸收劑富CO2溶液中空纖維膜減壓再生實(shí)驗(yàn)研究。采用中空纖維膜接觸器實(shí)

6、驗(yàn)臺進(jìn)行了富液連續(xù)流動時(shí)的減壓再生實(shí)驗(yàn)，并對富液運(yùn)行狀態(tài)、富液溫度、流量、壓力、CO2負(fù)荷和富液濃度等關(guān)鍵操作參數(shù)的影響規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。最后，分析了吸收劑分子結(jié)構(gòu)對吸收劑減壓再生特性的影響。
　　 第7章：膜減壓再生傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型。建立中空纖維膜減壓再生的傳質(zhì)數(shù)學(xué)模型，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行對比，同時(shí)以此模型對膜浸潤的影響進(jìn)行預(yù)測。
　　 第8章：膜吸收法、化學(xué)吸收法和膜減壓再生技術(shù)分離回收煙氣CO2的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析。首先，

7、從試驗(yàn)角度對化學(xué)吸收法和膜吸收法CO2分離技術(shù)進(jìn)行對比，重點(diǎn)討論膜被浸潤和堵塞狀態(tài)下，兩種技術(shù)的CO2分離性能。在經(jīng)濟(jì)性分析中，以毛發(fā)電量為840 MWe的超超臨界燃煤電站為例，從凈現(xiàn)值NPV角度出發(fā)，詳細(xì)分析了CAS+HRS、MAS+HRA和MAS+MVR三種技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性，并分別對其影響進(jìn)行分析。同時(shí)，進(jìn)行了煤價(jià)格、電廠負(fù)荷因子、膜價(jià)格、膜壽命、吸收劑技術(shù)革新等對COE和CO2回避成本的敏感性分析。
　　 第9章：全文總結(jié)與展