乙醇胺法与冷冻氨法二氧化碳捕集技术对比分析

摘要

在所有的燃煤电厂CO2捕集技术中,化学吸收法是目前工业应用上最成熟的捕集技术。化学吸收法目前最为关心的问题如何开发和选择高效低能耗、高吸收能力的吸收剂。因此本文选取了目前国内外广泛研究的两种吸收剂乙醇胺和冷冻氨为研究对象,系统的对比分析了乙醇胺法和冷冻氨法两种CO2捕集技术的工作表现。
　　首先,基于ASPEN仿真平台建立二氧化碳乙醇胺和冷冻氨捕集系统仿真模型。分析了捕集系统主要工作参数(温度、压力、贫液负载、吸收剂质量浓度等)对再生热耗和吸收能力的影响,并优化得到捕集系统的最佳工作参数。模拟结果表明:乙醇胺法在最优工作参数条件下捕集热耗为3.71GJ/t CO2,捕集电耗为40.85kWh/t,吸收能力为18.4m3吸收液/吨CO2。而冷冻氨法的捕集热耗为2.64GJ/t CO2,捕集电耗为127.66kWh/t,吸收能力为4.24m3吸收液/吨CO2。
　　其次,通过对某300MW机组进行了仿真模拟,得到主要物流热力学参数等信息,为下一步CO2捕集系统与电厂整合作准备。通过对比模拟计算结果和机组实际运行的数据,验证了仿真计算结果的合理性。
　　最后,研究了捕集系统与电厂的整合特性。蒸汽抽取的位置是CO2捕集系统与电厂系统整合考虑的重点,蒸汽抽取的位置有一定的选择方法,合理的选择抽取位置能最大化的利用蒸汽的热值,减少电厂的效率损失。对于乙醇胺法:捕集系统造成的电厂效率损失为11.3％,蒸汽抽取需求量为0.87kg蒸汽/kg CO2,采取捕集措施后CO2排量为2.82mol CO2/kWh。对于冷冻氨法:捕集系统造成的电厂效率损失为10.4％,蒸汽抽取量需求为0.62kg蒸汽/kg CO2,采取捕集措施后CO2排量为2.82mol CO2/kWh。
　　通过对两种捕集技术的综合对比显示,冷冻氨法在能耗及吸收能力上均优于乙醇胺法。