不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的适用性分析

作者

邵亚茹高荣泽吴志强李宇航王长安王利民车得福
单位

西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学化学工程与技术学院西安热工研究院有限公司
摘要

醇胺溶液吸收CO2是工业上固定碳排放源碳捕集时最常用的方法，然而，捕集过程中的能耗问题一直是限制其大规模应用的主要障碍。通过提高化学吸收法入口处烟气中CO2的含量，可提高吸收效率，在一定程度上实现降低能耗的降低。醇胺溶液的种类繁多，其中单乙醇胺（MEA）和甲基二乙醇胺（MDEA）因其良好的性能而备受关注。研究人员对醇胺溶液在燃煤烟气中的捕集性能进行了广泛研究，但鲜少对其他烟气工况下的吸收剂降低捕集能耗的效果进行相关研究。为了研究不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液适用性，获得不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的最佳配比，使用Aspen Plus软件搭建了CO2年捕集量为50万t的燃烧后碳捕集系统，对比分析了贫液负载、吸收压力以及解吸压力等关键操作参数对捕集过程中混合胺溶液胺流量、富液负载、循环容量以及再生能耗的影响，为不同碳捕集工况下捕集过程中操作参数的选择提供了依据。同时，对不同碳捕集场景下，不同配比的混合胺溶液的捕集性能展开深入了研究。结果表明，在同一碳捕集场景下，不同配比的混合胺溶液的性能呈现出较大差异，配比为1∶4的MEA/MDEA溶液对CO2浓度变化最为敏感，当CO2质量浓度从5%提高至55%时，再生能耗下降了40.07%。最后，通过层次分析法获得了不同碳捕集场景所适用的混合胺溶液的最佳配比：在CO2质量分数为5%的碳捕集场景中，质量配比为4∶1的MEA/MDEA混合胺溶液性能最佳；在CO2质量分数为15%的碳捕集场景中，质量配比为2∶3的混合胺溶液性能最佳；而在CO2质量分数为25%～55%的碳捕集场景中，则是质量配比为1∶4的混合胺溶液呈现出最佳的性能。
关键词

化学吸收碳捕集混合胺溶液层次分析法CO2
基金项目(Foundation)

陕西省自然科学基础研究资助计划(2023-JC-QN-0482)；
文章目录

0 引言
1 系统建模及验证
1.1 基本假设和简化
1.2 系统建模
1.2.1 建立模拟流程图
1.2.2 化学反应及物性选取
1.3 模型验证
2 实验结果与讨论
2.1 操作参数的影响规律
2.1.1 贫液负载
2.1.2 吸收温度
2.1.3 吸收压力
2.1.4 解吸压力
2.2 CO2质量分数的影响规律
2.3 吸收剂筛选
3 结论
引用格式

[1]邵亚茹,高荣泽,吴志强,等.不同碳捕集场景下MEA/MDEA混合胺溶液的适用性分析[J].洁净煤技术,2024,30(S1):360-369.
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