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CO2捕集技术之溶剂吸收技术

2021-01-12阮并元

石油石化绿色低碳 2021年5期
关键词:工艺

传统胺类吸收工艺(CAAP)CAAP使用单乙醇胺(MEA)作为溶剂,用于烟气(CO2分压10~ 15kPa),在40~45℃吸收CO2,115~120℃解吸CO2。 MEA水溶液(质量分数20%~30%)具有反应速率较快和反应完全的特性,可捕集90%以上的CO2。

MEA具有良好CO2传质速率、成本低、可生物降解,但氧化和热降解性能一般,同时具有中等毒性。在较高CO2浓度下,MEA具有腐蚀性,因此主要应用于低浓度CO2。该工艺能耗高,另外烟气中存在氧气将导致高溶剂降解率和腐蚀速率加快,要求吸收塔和解吸塔达到高冶金水平。

受阻胺吸收工艺三菱重工、林德-巴斯夫、碳清洁解决方案公司等技术开发商,依靠大型发电厂潜在CO2减排需求,已开始优化化学吸收工艺,降低CO2捕集整体运营和资本成本。工艺优化重点是CO2捕集系统和发电厂热集成、改进溶剂配方降低汽提蒸汽需求、比CAAP工艺溶剂循环速率和溶剂降解率更低。与传统胺工艺相比,这些优化将燃烧后CO2捕集技术成本和能耗降低约30%。目前商业CO2捕集溶剂技术使用受阻胺溶剂或胺类与添加剂的混合物,可减少设备接触腐蚀、胺降解和降低能耗。受阻胺溶剂多数为叔胺衍生物,比伯胺和仲胺具有更高吸收能力,但CO2传质速率较低。受阻胺溶剂与添加剂混合有助于解决传质问题。

三菱重工CO2捕集技术三菱重工基于CAAP技术,开发了KM-CDRTM燃烧后碳捕集工艺。该工艺使用低能耗、溶剂损失小和低腐蚀性的KS-1TM溶剂。KM-CDR工艺能从烟气流中捕集90%以上的CO2,产生纯度高达99.9%的CO2。三菱重工KM-CDR工艺蒸汽使用量(0.98~1.48t/t CO2)远低于CAAP工艺。截至目前,三菱重工已有13座CO2捕集工厂实现了商业化,生产化肥和甲醇。……

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