变压吸附应用于糖厂锅炉烟道气CO2提纯的研究

摘要

通过对比各种二氧化碳分离方法的优缺点，由于变压吸附分离法具有自动化程度高，操作简单、费用低，没有腐蚀和污染，现已广泛应用于工业生产中。本文以采用变压吸附分离法吸附回收CO2为目的，以糖厂提纯分离锅炉烟道气为应用背景。本课题确定了糖厂锅炉烟道气二氧化碳的分离方法为变压吸附分离法，分析常用吸附剂性能，选择活性氧化铝和硅胶作为吸附剂。
　　采用变压吸附提纯锅炉烟道气CO2，对于糖厂是一种全新的工艺应用。本提纯系统主要由预处理系统、压缩机系统及变压吸附系统三个部分组成。提纯系统设计的关键包括变压吸附系统工艺、变压吸附循环时序和变压吸附控制系统。
　　产品气的CO2浓度和回收率可以通过变压吸附系统操作改变和控制，分析了循环时间改变对CO2浓度和回收率的影响，还分析了确保CO2浓度一定而原料气流量变化需要变压吸附系统操作参数的变化。在应用的基础上，对变压吸附过程进行了模拟计算，模拟结果与应用结果基本一致。为变压吸附提纯系统的运行操作提供了很好的数据参照，也为变压吸附分离方法在糖厂锅炉烟道气提纯CO2的应用和推广奠定了很好的基础。
　　采用本系统目的是将提纯的CO2应用于亚硫酸法澄清工艺进行饱充，使纯粹用亚硫酸法澄清的工艺，变成低碳低硫法澄清工艺。糖厂应用结果表明:饱充后糖浆的简纯度平均提高了0.91AP，pH值平均降低了0.2，色值平均降低了93IU，锤度平均降低了1.43Bx，残硫量平均降低了10.2mg/kg。此低碳低硫法既改变了纯粹亚硫酸法澄清工艺糖品质量欠优的问题，也改变了碳酸法澄清工艺滤泥多的问题，也符合企业生产要与环境和谐友好，即减排的发展政策。

目录

声明

摘要

符号说明

1．1 背景

1．2 分离CO2方法

1．2．1 溶剂吸收法

1．2．2 膜分离法

1．2．3 低温蒸馏法

1．2．4 化学循环燃烧法

1．2．5 水合物法

1．2．6 变压吸附法

1．2．7 甘蔗糖厂锅炉烟道气CO2提纯方法的选择

1．3 甘蔗制糖澄清工艺

1．3．1 碳酸法

1．3．2 亚硫酸法

1．3．3 制糖澄清工艺进展

1．4 本课题来源和研究目的

1．4．1 本课题来源

1．4．2 本课题研究目的

1．4．3 本文主要工作

第二章 变压吸附技术与糖厂锅炉烟道气CO2提纯系统

2．1 变压吸附的关键技术

2．1．3 吸附塔—安全所在

2．1．4 吸附剂—重要组成

2．2 变压吸附吸附剂

2．2．1 吸附剂种类与物性

2．2．2 吸附剂的选择

2．2．3 吸附剂的再生

2．3 提纯系统工艺

2．3．1 预处理系统

2．3．2 压缩机系统

2．3．3 变压吸附系统

2．4 变压吸附塔工作步骤

2．5 提纯系统操作

2．5．1 系统开机操作

2．5．2 系统停机操作

2．6 本章小结

第三章 变压吸附控制系统开发

3．1 变压吸附控制系统

3．3 控制系统时序

3．4 控制系统结构

3．5 应用程序语言解析

3．5．1 工艺流程参数图的编写

3．5．2 设计命令语言解析

3．6 参数设定的创建

3．7 吸附塔的趋势图

3．8 吸附塔的报警

3．9 流程图画面的组态

3．10 动画连接

3．11 本章小结

第四章 系统运行情况与过程模拟

4．1 糖厂锅炉烟道气

4．2 产品回收率

4．3 变压吸附系统数学模型

4．3．1 吸附塔内动量与质量传质方程

4．3．2 吸附动力学的假设

4．3．3 过程中偏微分方程的解析

4．3．4 吸附等温线

4．4 模拟分析

4．5 实际运行与模拟数据整合

4．5．1 循环时间对产品气浓度和回收率的影响

4．5．2 原料气流量对循环时间的影响

4．5．3 吸附压力对产品气浓度的影响

4．6 饱充工艺

4．6．1 饱充工艺流程

4．6．2 结果与分析

4．7 本章小结

5．1 总结

5．2 本文创新点

5．3 展望

参考文献

致谢

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