活性炭捕集燃煤烟气中二氧化碳的模拟分析

摘要

为探究适合描述活性炭吸附CO2的数学模型和蒸汽吹扫再生CO2的固体吸附工艺,使用Aspen Adsorp-tion模拟固定床动态吸附烟气中CO2的过程.模拟与实验的穿透曲线的对比表明,与采用纯组分吸附、Particle MB传质模型得到的模拟结果相比,采用理想吸附-线性阻力模型(IAS-LDF组合模型)得到的模拟结果与实验数据的一致性更高.建立完整变温吸附模型,使用高温蒸汽和吸附后烟气分别加热和冷却再生床,分析吹扫温度、吸附/脱附时间对CO2捕集率、产品纯度和分离能耗的影响.结果表明,提高吹扫温度能够较大地提升捕集率,并且需要增加的能耗较少,但是对产品纯度的提升较小.当吸附/脱附时间为2～4 min时,吹扫温度从100°C升到200°C,捕集率平均提高了11.1％,能耗提升了13.9％,产品纯度仅平均提高了1.7％.提高吸附/脱附时间能够显著提升产品纯度,但是会降低捕集率和增加较多的能耗.在100～200°C吹扫温度下,吸附/脱附时间从2 min增加到4 min,产品纯度平均提升了13.6％,CO2捕集率平均下降了4.8％,能耗提升了43.1％.