天然氣電廠基于MEA的煙氣CO2捕獲系統(tǒng)工藝研究.pdf

1、人類生產(chǎn)和生活中引起的二氧化碳(CO2)排放對全球氣候帶來了巨大的變化。導(dǎo)致全球變暖的其中一個主要因素是來自電廠排放的CO2。我國燃煤發(fā)電比重高、污染嚴(yán)重的問題急待解決。天然氣電廠具有清潔可靠、靈活安全等諸多優(yōu)勢。我國目前發(fā)展天然氣發(fā)電是十分必要和緊迫的。
　　降低CO2排放的主要途徑之一是CO2分離和捕獲。在廣為研究的燃燒后捕獲CO2方法中，由于煙氣中CO2濃度較低，化學(xué)吸收法被認(rèn)為是最有優(yōu)勢的方法。本文模擬了天然氣電廠煙氣，采

2、用化學(xué)吸收法對模擬煙氣中的CO2進(jìn)行捕獲試驗，吸收劑用經(jīng)典的乙醇胺(MEA)溶液。本論文優(yōu)化了CO2動態(tài)捕獲裝置的運行條件并探究了煙氣中O2濃度對其的影響實驗;研究了吸收劑MEA溶液的降解情況和對管道設(shè)備的腐蝕情況，篩選適合的抗降解劑和緩蝕劑。得到如下結(jié)果和結(jié)論:
　　1)為了讓CO2動態(tài)實驗裝置能在最優(yōu)化的工況下運行，在相同的吸收液濃度，吸收溫度和再生溫度條件下，實驗了不同的液氣比(16L/m3，8L/m3，4L/m3)時，CO

3、2捕獲系統(tǒng)的吸收和再能性能。實驗得出，在其他條件相同的條件下，當(dāng)液氣比為16L/m3，在液氣比為16L/m3時，CO2吸收率在80％以上能維持21h，解吸率穩(wěn)定在70％左右，CO2捕獲系統(tǒng)吸收及再生性能比較理想。
　　2)在相同的液氣比，吸收溫度和再生溫度條件下，實驗了MEA濃度為10％，20％，30％，40％時，CO2捕獲系統(tǒng)的吸收和再能性能。實驗得出，MEA吸收劑濃度為30％時，CO2捕獲系統(tǒng)的吸收及再生性能都取得較好的效果，

4、CO2吸收率在80％以上能維持28h;同時，CO2解吸率也最終穩(wěn)定在70％左右。
　　3)研究了模擬煙氣中O2濃度(0％，6％，10％，14％)對CO2捕獲系統(tǒng)的吸收及再生性能的影響。實驗得出，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的MEA溶液在10％的氧氣存在下發(fā)生了降解，降解率在11％左右，造成了一定量溶液的損失。選擇偏釩酸鈉、亞硫酸鈉和抗壞血酸作為乙醇胺(MEA)的氧化降解的改性劑，考察比較三種抗氧劑的抗氧化性能。結(jié)果表明，偏釩酸鈉和亞硫酸鈉的添

5、加量在0.1％時效果均較好?？菇到庑Ч麨閬喠蛩徕c＞偏釩酸鈉＞抗壞血酸。
　　4)在MEA水溶液中加入少量的氧化膜型緩蝕劑（偏釩酸鈉，重鉻酸鉀和WHL-404），能有效抑制溶液對SS316L不銹鋼的腐蝕。0.1％偏釩酸鈉對SS316L不銹鋼的緩蝕效果很好，緩蝕率都在90％以上，不銹鋼的腐蝕速率從無緩蝕劑條件下的1.28g·m-2·h-1降低到O.09g·m-2·h-1左右，極大地改善了吸收劑溶液的防腐蝕性能，對不銹鋼材料起到了較好的

6、保護(hù)作用。緩蝕效果偏釩酸鈉＞重鉻酸鉀＞W(wǎng)HL-404。
　　5)通過掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線能量色散譜(EDS)對不銹鋼在靜態(tài)實驗水樣中形成的表面形貌進(jìn)行分析，并研究了去掉腐蝕產(chǎn)物后的不銹鋼表面腐蝕形貌。結(jié)果表明隨著時間增加，不銹鋼表面不斷累積腐蝕產(chǎn)物，使不銹鋼表面Fe、Cr、Ni和Mn等基體主要金屬元素的含量下降，而C、O等元素含量顯著上升。MEA溶液對不銹鋼的腐蝕是以點蝕開始，隨著浸泡時間的增加，各個蝕點連接成線，并最