氨法脫除煙氣中二氧化碳耦合化工品生產(chǎn)的新型工藝研究.pdf

1、近年來CO2等氣體過量排放所引起的全球氣候變化已成為全球性的環(huán)境問題，給社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重的負(fù)面影響?？刂坪蜏p少CO2的排放量對解決溫室效應(yīng)增強(qiáng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用捕集、儲存或利用電廠煙氣中CO2的方法被認(rèn)為是近期內(nèi)減緩CO2排放較為可行的措施。氨法碳捕集技術(shù)以其投資成本低、腐蝕性小等優(yōu)勢得到廣泛研究，但目前已有的方法僅僅是將CO2捕集并且封存，未能有效利用CO2，這造成碳捕集的高成本，單純走碳捕集與封存的道路很難行得通。降低

2、脫碳成本，提高CO2資源的利用問題是氨法碳捕集技術(shù)的當(dāng)務(wù)之急。
　　本研究針對氨法碳捕集技術(shù)原理，利用自行設(shè)計的氨水吸收CO2吸收塔溶液物種分析、添加Na2SO4對模擬氨水吸收CO2溶液產(chǎn)物轉(zhuǎn)化和產(chǎn)出實(shí)驗、添加Na2SO4對碳化塔化工品產(chǎn)出的條件實(shí)驗系統(tǒng)對氨法碳捕集過程耦合化工品生產(chǎn)展開詳細(xì)深入的研究。從基本條件實(shí)驗、吸收產(chǎn)物物種分析、Na2SO4添加劑、碳化塔工藝等開展對吸收塔中物種的轉(zhuǎn)化過程影響研究,并通過多種表征手段進(jìn)行詳細(xì)

3、的機(jī)理分析和驗證。在常壓、N2做載氣條件下，研究吸收塔中吸收溫度、pH等因素條件下產(chǎn)物物種的分布影響。結(jié)果表明，在實(shí)驗條件下，氨水吸收CO2產(chǎn)物主要為NH2COO-，當(dāng)pH在10.5左右時，NH2COO-所占的比重最大；pH越高越有利于CO32-的形成，pH越低越有利于HCO3-的形成。在整個反應(yīng)進(jìn)行過程中，生成NH2COO-速度明顯大于NH2COO-轉(zhuǎn)化速度，NH2COO-所占碳原子百分比明顯大于HCO3-所占百分比，氨水碳捕集整個反

4、應(yīng)的吸收速度受限于第二步反應(yīng)，即NH2COO-反應(yīng)轉(zhuǎn)換為HCO3-的速度。介紹了所選添加劑Na2SO4對產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的機(jī)理，通過實(shí)驗研究了所選不同添加劑、不同溫度、不同配比R(NH4HCO3/Na2SO4)，不同反應(yīng)時間、不同pH條件下的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率。研究表明，在溶液中NH4HCO3的濃度為2mol/L，反應(yīng)溫度為35℃~40℃，配比R(NH4HCO3/Na2SO4)的值為1/1.7，pH為7.5，反應(yīng)時間為40min~60min時，NH4H

5、CO3的轉(zhuǎn)化率η最佳可達(dá)50％~60%。介紹了碳化塔工藝，通過實(shí)驗研究了不同溫度、不同氨水濃度、不同CO2分壓，不同液氣比(L/G)對碳的轉(zhuǎn)化率、CO2吸收效果的影響。結(jié)果表明，溫度為30-40℃，在吸收溶液中氨水濃度為2%，碳酸銨溶液濃度7.25mol/L，溶液硫酸鈉濃度3.4mol/L，煙氣CO2分壓15-20KPa，液體流量3L/min，液氣比(L/G)0.46，碳的轉(zhuǎn)化率可達(dá)到43.05%。本文研究提出一種新型煙氣脫碳耦合化工品