3CO2的捕获PPT格式课件下载.ppt

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吸收法是根据气体混合物中各组分在液体溶剂中物理溶解度和化学反应活性不同而将混合物分离的一种方法。

优点：

效率高、设备简单、一次投资相对较低等；

缺点：

产生废液、设备易受腐蚀。

分类：

物理吸收化学吸收,吸收解吸,含CO2混合气,液滴吸收CO2,CO2解吸,吸收选择性吸收可逆性,气体吸收原理,分离的依据：

各组分溶解度、化学反应活性的差异。

在吸收操作中，通常将混合气体中能够溶解（反应）于溶剂中的组分称为溶质，以A表示，而不溶或微溶的组分称为载体或惰性组分，以B表示；

吸收所用的溶剂称为吸收剂，以S表示；

经吸收后得到的溶液称为吸收液；

被吸收后排出吸收塔的气体称为吸收尾气。

吸收塔,吸收液A+少量S,混和气体A+B,吸收剂S,吸收尾气B+少量A,解吸,捕获流程,吸收剂制备,吸收系统,溶液再生（解吸）,原料气CO2+N2,尾气（N2+少量CO2）,热源,再生气（CO2）,吸收液,再生的吸收剂,吸收捕获,化学吸收法,物理吸收法,加压水洗法（水）,低温甲醇洗涤法（甲醇）,Fluor法（碳酸丙烯酯）,Selexol法（聚乙二醇二甲醚NHD）,Purisol法（N甲基吡咯烷酮）,对设备要求高,中型厂用的较多,苯菲尔法DEA,不起泡,碳酸钾+二乙醇胺,N甲基二乙醇胺,物理吸收,加压水洗法回收率低，纯度不高，水循环量大，耗能高低温甲醇洗法吸收能力强，净化度高，溶剂循环量小，能耗低毒性强，保冷要求高,物理吸收法优缺点,能耗低，溶剂可用闪蒸再生，仅适合于中等浓度和高温的CO2废气选择性较低，分离效果不理想，回收率低物理吸收工艺适于处理新型火电厂烟气中CO2气体高分压、高浓度的工况，目前的研究方向是寻找性能更加优越的吸收剂，尤其是能够在CO2低分压下工作的,化学吸收法,烟气和吸收液在吸收塔内发生化学反应，CO2被吸收至溶剂中，贫液变为富液，富液进入解析塔加热分解出CO2，从而达到分离CO2的目的。

CO2为酸性，选用碱性化学吸收液，常用碳酸盐溶液、碱液及醇胺溶液等,热钾碱溶液法,利用热的高浓度K2CO3水溶液在加压下吸收CO2，生成KHCO3，减压下解吸CO2，重新生成K2CO3优点：

吸收与再生温度基本相同，使生产流程简化；

吸收反应速率快,吸收速度慢,加速吸收,提温,腐蚀,加入防腐剂,减少腐蚀,活化剂,基本原理,化学反应碳酸钾水溶液与二氧化碳的反应如下：

常温下反应速率较慢，升温到120130，既可提高碳酸钾溶液的浓度，又可以得到较快的反应速率。

但在该温度下碳酸钾溶液对碳钢设备有极强的腐蚀性。

溶液的再生,再生反应为：

加热有利于碳酸氢钾的分解，再生压力越低对再生越有利。

再生温度为该压力下溶液的沸点。

烷基醇胺溶液法,原理：

R-NH2+H2O+CO2R-NH3HCO3反应随温度变化可逆，一般38以下形成盐，CO2被吸收；

高于110，CO2被解析乙醇胺MEA法甲基二乙醇胺MDEA法乙醇胺-三乙基胺MEA-TEA双溶剂法,化学吸收法的优缺点,化学吸收的优点溶质进入溶剂后因化学反应消耗掉，溶剂容纳的溶质量增多液膜扩散阻力降低填料表面的停滞层仍为有效湿表面化学吸收的优点化学吸收的缺点工艺比较复杂，吸收效率有时不高吸收液需要再次处理，否则会造成污染。

物理吸收和化学吸收的根本不同点在于吸收剂与气体溶质的分子间的力不同。

物理吸收中的各分子间为范德华引力，而化学吸收中为化学键力，这二者的区别构成它们在吸收平衡线、热效应、温度对吸收的影响以及吸收选择性等方面的不同。

物理吸收和化学吸收的原理比较,吸收设备要求,气液之间有较大接触面积和一定接触时间气液之间扰动强烈、吸收阻力低、吸收效率高气流通过时压损小结构简单，制作维修方便具有相应的抗腐蚀和防堵塞能力,吸收设备,吸收剂选择,溶解度大，提高吸收速度并减少吸收剂用量选择性好，对溶质组分以外其他组分溶解度很低或基本不吸收挥发度低对设备腐蚀性小,主要内容,捕获的概念、分类吸收法吸附法膜分离法其他方法,气体吸附,吸附用多孔固体吸附剂将气体（或液体）混合物中的组分浓集于固体表面吸附质被吸附物质吸附剂附着吸附质的物质优点：

效率高、可回收、设备简单缺点：

吸附容量小、设备体积大,吸附解吸,吸附剂颗粒,吸附剂放其中,选择吸附,解吸,吸附选择性吸附可逆性,含CO2混合气,物理吸附和化学吸附,物理吸附和化学吸附,同一污染物可能在较低温度下发生物理吸附若温度升高到吸附剂具备足够高的活化能时，发生化学吸附低温有利于物理吸附，高温利于化学吸附增大气相压力利于吸附,吸附剂,吸附剂需具备的特性内表面积大具有选择性吸附作用高机械强度、化学和热稳定性吸附容量大来源广泛，造价低廉良好的再生性能,吸附剂吸附等温线,要有效分离回收纯CO2，需要预先除去比CO2吸附力更强的组分，如水、SO2、NOx等,变温吸附法（TSA）TemperatureSwingAbsorption,在较低温度（常温或更低）下进行吸附，而升高温度将吸附的组分解吸出来。

变温吸附是在两条不同温度的等温吸附线之间上下移动进行着吸附和解吸。

由于常用吸附剂的热传导率比较低，加温和冷却的时间就比较长，所以吸附床比较大，而且还要配备相应的加热和冷却设施，能耗、投资都很高，另外温度大幅度周期性变化会影响到吸附剂的寿命。

优点是它可适用于许多场合，产品损失少，回收率高，因此目前仍为一种应用较广的方法。

变压吸附PSA（PressureSwingAbsorption）,利用吸附剂的吸附容量随压力变化而变化的特性，在加压时完成混合气体的吸附分离，降压条件下完成吸附剂的再生，从而实现气体分离及吸附剂循环使用的目的吸附剂通常为分子筛、活性炭、硅胶、活性氧化铝等PSA工艺较使用的气源为CO2含量在20-80%之间的各种工业气体,变压吸附法,吸附床,解吸床,二氧化碳原料气,二氧化碳产品,其它气体,加压吸附降压解吸,吸附量,压力,CO2,其它,变温压吸附法（PTSA）,脱水,烟道气,第一级PTSA,第二级PSA,回收CO2,两级系统第一级常压吸附，加热降压解吸，比单纯PSA节能11%经过第二级PSA，CO2纯度可达99%，整体能耗降低50%,化学变温吸附法（CTSA）,特殊化学吸附材料常压吸附，升温解吸适合高温烟道气（200700）两级系统第一级常压吸附，加热降压解吸，比单纯PSA节能11%经过第二级PSA，CO2纯度可达99%，整体能耗降低50%,主要内容,捕获的概念、分类吸收法吸附法膜分离法其他方法,膜分离法,利用某些聚合材料如醋酸纤维、聚酰亚胺、聚砜等对不同气体的渗透率的不同来分离气体。

驱动力是压差，当膜两边存在压差时，渗透率高的气体组分以很高的速率透过薄膜，形成渗透气流，渗透率低的组分则留在进气侧，从而达到分离的目的。

膜法分离CO2的原理,气体分离膜法分离CO2的原理：

依靠CO2气体与薄膜材料之间的化学或者物理作用，使得CO2快速溶解并穿过该薄膜，从而使该组分在膜原料侧浓度降低，而在膜的另一侧CO2达到富集,膜分离法,中空纤维管,优点：

无相变，能耗低，一次性投资较少，占地面积小，操作简单，维修保养容易，便于扩充气体处理容量仅适用于CO2浓度高的混合气,膜分离法,膜材料,有机膜：

聚砜、聚酰亚胺、聚乙烯、聚酰胺特点：

分离系数高，但气体透过量低，使用温度低无机膜：

氧化铝膜、沸石分子膜、碳分离膜特点：

耐热、耐酸、耐烃类腐蚀，气体渗透率比有机膜大，但分离系数小,温故而知新,CO2捕获的概念按原理分，CO2捕获方法的分类吸收法，分类吸附法，分类,膜分离技术的研究,制备高渗透性、高选择性的分离膜材料新的成膜技术，制备具有理想形态结构的膜材料探索能和CO2发生可逆反应而与其他气体不反应且渗透性很低的材料气体膜分离技术与其他分离过程结合,主要CO2捕获工艺比较,主要内容,捕获的概念、分类吸收法吸附法膜分离法其他方法,低温液化分离法,根据气体组分不同的液化温度，将气体的温度降低到露点以下，使其液化，然后通过精馏方法分离各种组分CO2的临界点（31.1、7.38MPa），压力高于7.38MPa，温度低于31.1，CO2变为液态，从而达到分离目的对于CO2含量较高的混合气体比较经济合理CO2含量较低的混合气需经过多次压缩冷却后才能引起CO2相变,低温液化分离法,优点：

回收率高，纯度高缺点：

为提高分离效率，需要使用传统的制冷循环系统增加冷却效果，以促使CO2迅速液化，因此能耗高，经济性较差,催化燃烧法,对于二氧化碳气田伴生气，含量在8389之间，其余11左右是以甲烷为主的饱和烃，利用催化氧化法技术，加入纯氧在钯碳催化剂作用下，把烃类杂质烧掉。

这种方法要加入过量纯氧来助燃，催化燃烧要在300以上操作，流程比较复杂，能耗较高，还有一些硫化物等不燃烧的杂质难以除尽。

催化燃烧法,能够把碳氢化合物氧化成CO2和H2O.操作条件:

300C,充足的O2，净化度低。

反应后需要进一步低温液化，耗能高。

低温蒸馏法,石油开采时向油层注入CO2，可以提高原油采收率，同时也产生大量的油田伴生气，随着采油次数的增加，伴生气中CO2的含量可能增加到90%以上。

为了降低采油成本，提高采油量，必须从伴生气中把CO2分离出来，再注入油井中。

低温蒸馏法主要用于分离回收油田伴生气中的CO2，本法设备庞大、能耗较高，一般很少使用，只适用于油田开采现场，提高采油率。

55,吸收法,吸附法,膜分离法,催化燃烧法,适合低浓度气体,化肥厂变换气脱碳,还没有大规模工业化实例,脱出可燃杂质操作成本高,开发新的回收技术,常用CO2捕获技术汇总,低温蒸馏法,只适用于油田提高采油率,吸附精馏法液膜法离子液体循环吸收法,CO2捕获面临的挑战,吸收速度、吸收能力、设备腐蚀、预处理、溶剂再生（吸收再生工艺）以及能耗。

高成本（投资和运行费用）是阻碍二氧化碳捕捉技术市场化的一大障碍。

检测、综合评价,捕获方法,按捕获流程分类燃烧后捕获燃烧前捕获富氧燃烧,燃烧后系统,燃烧后系统，从一次燃料在空气中燃烧所产生的烟道气体中分离CO2通常使用液态溶剂从主要成分为氮的烟气中捕获少量的CO2成分（一般占体积的3-15%）。

对于现代粉煤（PC）电厂或天然气复合循环（NGCC）电厂，目前的燃烧后捕获系统通常采用有机溶剂，如单乙醇胺（MEA）、MDEA。

存在的主要问题是装置的能耗较高，且吸收剂的氧化降解较严重,Post-CombustionCO2Capture,EmissionControlSO2,NOx,Hg,Particulate,STEAM,WATER,Coal*50%C20%H2O12%O25%Ash3%H2（S,Hg）,CO2Capture,Air78%N221%O2,PurifiedCO2toStorage,Regeneration,1.0tonCoal2.5tonsCO2,燃烧后捕获中国华能集团在华能北京热电厂建设,10万t/aCO2捕集示范装置,该项目被列入中澳联合