燃煤电厂锅炉尾气排放脱除CO2的流程模拟及研究
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火电厂烟气二氧化碳捕集技术分析摘要:随着碳达峰提出,很多火电厂企业面临着巨大的挑战,找到切实有效的技术成为企业实现碳减排的关键,实现碳减排的第一步便是二氧化碳捕集。
目前常用的二氧化碳捕集技术有化学吸收法和固体吸附法,研究其捕集火电厂烟气中二氧化碳,对进一步实现碳固定、碳减排有着重要意义。
关键词:烟气、二氧化碳、捕集1概述2020年我国政府在第七十五届联合国大会上提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
碳达峰和碳中和的提出,使很多企业面临着巨大的挑战,尤其是火电厂烟气中含有大量二氧化碳;但因烟气中CO2体积分数一般只有3%~15%【5】,因此烟气中CO2捕集回收技术的关键制约因素是能耗较大,对电厂效率有较大影响,研究分析化学吸收法和固体吸附法在火电厂烟气中的应用,有利于进一步实现火电厂二氧化碳减排。
2火电厂烟气组分分析随着人们环保意识的不断提高及政策收紧,大气污染物排放标准也越来越严格,根据火电厂大气污染物排放标准规定如下表一。
表一、大气污染物特别排放限值【1】单位:mg/m³(烟气黑度除外)然而,根据烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准规定,进入二氧化碳吸附装置的烟气指标宜符合下表二。
表二、进入二氧化碳吸附装置的烟气指标【2】对比表一、表二可知一般情况下火电厂烟气需要进一步处理,才能达到进入二氧化碳捕集装置要求。
由于表二指标是推荐指标,另外,不同厂家化学吸收液和固体吸附剂性能不同,对进料指标的要求也有所不同。
因而,最终火电厂烟气处理到什么指标进二氧化碳捕集装置,需要综合考虑标准要求及厂家化学吸收液和固体吸附剂性能。
3化学吸收法3.1基本情况化学吸收法回收二氧化碳是目前应用最为广泛,技术也比较成熟的方法,常用的醇胺类吸收剂包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等,在火电厂烟气二氧化碳捕集方面,也有相对多的工程案例。
3.2工艺流程烟气经预处理后,再经引风机加压后,进入吸收塔底部,与塔顶加入的贫液逆向接触,吸收烟气中的CO2成分,未被吸收的气体进烟道;塔底为吸收CO2后的富液,经吸收塔底泵加压并与贫液换热器换热升温后进入再生塔。
燃煤锅炉烟气中二氧化碳回收工艺发布时间:2021-07-20T17:32:28.700Z 来源:《工程管理前沿》2021年第7卷3月8期作者:李康宁[导读] 二氧化碳是形成温室效应的主要气体,其过度排放造成的气候变暖、冰川的融化、海平的面升高等一系列问题已经严重影响了人们的生产和生活李康宁四川广安发电有限责任公司四川广安 638000摘要:二氧化碳是形成温室效应的主要气体,其过度排放造成的气候变暖、冰川的融化、海平的面升高等一系列问题已经严重影响了人们的生产和生活。
近年来随着石油、化工行业迅速的发展,装置产能的不断扩大,我国二氧化碳排放量逐年增长,数据显示,我国2010年二氧化碳排放量为0.248 6亿t,2018年二氧化碳排放量迅速增长至94.287 1亿t,增长率为37 827%。
在2020年气候雄心峰会上,习近平主席指出,到2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上。
关键词:燃煤锅炉;二氧化碳;回收在2018年我国主要行业二氧化碳排放占比情况中,火力发电占43%,为碳排放最大单一来源。
火力发电(含其他燃煤锅炉)排放烟气中二氧化碳的碳捕集和回收技术将是降低碳排放强度的重要技术路径之一。
我国火力发电厂和其他燃煤锅炉烟气经干法脱硫或湿法脱硫达标后直接排放至大气中,烟气中仍含有11%~14%的CO2。
根据不同脱硫方法,烟气中CO2含量有所不同,一般采用湿法脱硫吸收SO2过程中会吸收一部分CO2,故湿法脱硫烟气中CO2含量比干法脱硫低1%~3%。
这部分CO2含量非常的巨大,这部分CO2的回收再利用不仅能降低CO2排放总量,降低碳排放强度,改善周边环境,同时还能产生一定的经济效益。
二氧化碳的用途十分广泛,广泛应用于化工、石油开采、采煤运煤、食品等行业。
不同行业的应用对二氧化碳纯度的要求不同,应用于食品行业的二氧化碳纯度必须达到《食品添加剂液体二氧化碳》标准。
主要用于食品或果蔬的储存、饮料的增压和起泡等。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第5期·1880·化 工 进展膜法分离燃煤电厂烟气中CO 2的研究现状及进展孙亚伟,谢美连,刘庆岭,马德刚,纪娜,宋春风(天津大学环境科学与工程学院,天津 300072)摘要:目前,对于燃煤电厂燃烧后烟气中CO 2的捕集方法主要包括化学吸收法、吸附法、膜分离法和低温蒸馏法。
化学吸收法是目前最成熟的CO 2捕集方法,但是吸收剂再生能耗较高,且存在二次污染、设备腐蚀等问题。
因此开发新型高效、低能耗的捕集技术尤为重要。
本文主要从两个方面(膜材料的设计、膜分离过程系统设计的优化)对燃煤电厂烟气中CO 2膜分离技术进行综述,并总结了实际燃煤锅炉烟气中共存气态组分和细颗粒物对膜分离CO 2的影响,最后对膜法分离燃煤电厂烟气中CO 2的发展趋势进行展望。
分析表明,近年来膜材料开发、膜分离过程系统的设计及优化等方面的研究发展迅速,使得膜分离法在CO 2捕集效率及能耗等方面展现出巨大的潜力,因此膜分离法在燃煤电厂烟气中CO 2捕集领域有广阔的应用前景。
关键词:燃煤电厂;烟气;CO 2捕集;膜材料;系统设计中图分类号:X701.7 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)05–1880–10 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017.05.041Membrane-based carbon dioxide separation from flue gases of coal-fired power plant—current status and developmentsSUN Yawei ,XIE Meilian ,LIU Qingling ,MA Degang ,JI Na ,SONG Chunfeng(School of Environmental Science and Technology ,Tianjin University ,Tianjin 300072,China )Abstract :At present ,the method of capturing CO 2 in flue gas after combustion of coal fired power plant mainly includes chemical absorption ,adsorption ,membrane separation ,low-temperature distillation. Chemical absorption is the most mature method ,but the energy consumption of absorbent regeneration is higher ,and there are some problems such as secondary pollution ,equipment corrosion and so on. So it is very important to develop new technology with high efficiency and low energy consumption. This paper mainly reviewed the application of membrane separation technology incoal-fired power plant CO 2 capture. The development in the membrane material design ,optimization of membrane separation processes ,and the influence of coexisting gaseous components and particles on the membrane separation CO 2 in the flue gas of the coal fired boiler was summarized. At last ,future trends of membrane technology has been put forward. Analysis showed that recent advances in the development of membrane materials and the optimization of membrane separation process have been rapidly developed. Therefore ,membrane separation has shown a significant potential in high CO 2 capture efficiency and low energy consumption. So the membrane separation has broad application prospects in the field of CO 2 capture in the flue gas of coal-fired power plants.Key words :coal-fired power plant ;flue gases ;CO 2 capture ;membrane material ;system design第一作者:孙亚伟(1992—),女, 硕士研究生,研究方向为膜-低温复合CO 2捕集技术。
二氧化碳脱除方法的分析与讨论摘要:作为主要的温室气体,CO2减排问题引起全球范围的广泛关注。
本文阐述了燃煤烟气中二氧化碳脱除的多种方法。
研究了各种CO2的吸收方法,包括物理吸收法中的膜吸收法、吸附剂等,物化吸附法,还有化学吸收剂中的氨水、有机氨等吸收方法,并分析各种方法的特点及优缺点。
关键词:温室效应二氧化碳脱除1 引言近年来,越来越多的学者认为全球气候变暖和海平面上升是由CO2为主导因子的温室效应引发的[1-4]。
CO2的排放速度正随着人类利用能源速度的增长而迅速地增长,据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,人类活动产生的CO2将从1997年的271亿t/a增长到2010年的950亿t/a,而大气中CO2的体积分数也将从现有的360×10-6增长到2005年的720×10-6 [5]。
温室效应的严重性迫使越来越多的国家和国际机构表示出对CO2排放问题的关切。
我国在CO2排放方面正面临着日益增加的巨大压力,预计2030年前后CO2排放问题有可能成为制约我国经济增长最主要的约束之一[6]。
2 物理法`物理溶剂吸收法[7]物理溶剂吸收法利用吸收剂对二氧化碳的溶解度与其它气体组份不同而进行分离。
常用的溶剂有水、甲醇、碳酸丙烯酯等。
(1)水洗法应用最早,具有流程简单、运行可靠、溶剂水廉价易得等优点,但其设备庞大、电耗高、产品纯度低并造成污染等特点,一般不采用。
(2)低温甲醇法应用较早,具有流程简单、运行可靠外,能耗比水洗法低,产品纯度较高,但是为获得吸收操作所需低温需设置制冷系统,设备材料需用低温钢材,因此装置投资较高。
(3)碳酸丙烯酯法(简称PC法)是近年来中小型氨厂常用脱碳和回收二氧化碳的方法。
它具有溶液无毒、浓溶液对碳钢腐蚀性小,能耗比甲醇法低等优点,缺点是PC溶剂循环量大,造成溶剂损耗大,操作费用较高。
膜分离法膜分离法利用各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现分离,用于二氧化碳分离的膜分离器有中空纤维管束和螺旋卷板式两种[7]。
燃煤过程中锅炉尾气排放的处理研究随着经济和人口的发展,燃煤成为中国能源消费的主要来源之一。
然而,燃煤过程中会产生大量的尾气,其中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等有害物质对人类健康和环境造成极大影响。
因此,对燃煤过程中尾气的处理研究成为一个重要的课题。
一、生态环保的重要性随着工业化的发展,尾气排放使得生态环境和人类健康都受到了极大的影响。
空气污染的频繁出现使许多人的身体健康受到极大的影响,尤其是呼吸系统疾病的发生率增加,而环境污染对自然生态平衡产生了极大的影响。
因此,我们需要引起社会大众的环保意识,增加环保投入,推行环保政策,认真对待环保问题。
燃煤过程中锅炉尾气排放的处理研究,是我们积极推行生态环保政策的重要举措。
二、锅炉尾气排放的主要治理技术锅炉尾气的排放成分极为复杂。
因此,治理技术也需要根据其成分和排放浓度的不同采用不同的方法。
常见的处理技术有以下几种:1. 烟气脱硫技术锅炉尾气中主要污染物之一的二氧化硫是一种有毒的气体,对人体和环境都会造成危害。
烟气脱硫技术采用化学法和物理法两种常见方式,对烟气中的二氧化硫进行处理。
化学法采用吸收剂与二氧化硫发生化学反应,形成硫酸、亚硫酸和硫酸盐,再通过某些方法将其吸收,从而达到脱硫的目的。
物理法则是利用吸附材料将二氧化硫吸附,吸附材料一般为活性炭、陶瓷等。
2. 脱硝技术锅炉尾气中的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮,容易在大气中与水蒸气、氨气等反应,生成硝酸和硫酸,从而对环境造成危害。
使用脱硝技术可以有效地去除锅炉尾气中的氮氧化物。
常见的脱硝技术有选择性催化还原(SCR)、非选择性催化还原(SNCR)、低氮燃烧等。
3. 除尘技术锅炉尾气中的颗粒物是由燃料燃烧时产生的固体和液态颗粒组成。
这些物质对人体的健康和环境造成的危害是比较严重的。
除尘技术主要是利用一定的过滤、离心等方式把颗粒物从烟气中分离出来。
常见的除尘技术有电除尘、静电吸附、过滤等。
三、技术实现的困难锅炉尾气排放治理技术的实现面临着复杂的难题。
学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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本学位论文属于1、保密囗,在年解密后适用本授权书2、不保密囗。
(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:年月日导师签名:年月日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)开题报告拟[J]. 化工进展, 2012(31): 236-239.[5]天成,冯霞,李鑫钢.二氧化碳处理技术现状及其发展趋势[J].化学工业与工程2002,19(2):191-215.[6]DanekweRS. P.V., and McNeil, K,M.The absorption of carbon dioxide。
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火电厂大型锅炉SO_2减排技术研究火电厂大型锅炉SO2减排技术研究随着工业化的加速发展,空气污染问题愈加严重,其中以SO2排放问题尤为突出。
SO2是空气污染的主要来源之一,它对人体健康、大气物理化学形成及受体环境等造成负面影响。
火电厂作为SO2排放的重要源头,减少SO2排放已成为环保工作的当务之急。
然而,由于火电厂大型锅炉的自身特性,SO2减排受到多种障碍。
为此,本文探讨了火电厂大型锅炉SO2减排技术的发展现状及研究进展。
一、 SO2形成机理SO2是由硫燃烧产生的一种气态污染物,其生成机理主要为以下几个步骤:硫在燃烧时首先转化为SO3,而SO3主要与水汽反应生成硫酸,进而形成SO2。
同时,硫还会与反应剂(比如MgO)发生反应,生成硫化镁,从而分解出SO2。
二、 SO2污染的影响SO2污染对人体、大气及地球环境造成极大影响。
首先,它会导致人体健康受损,引起眼、喉、鼻呼吸道刺激及支气管炎、气管炎、哮喘等疾病。
其次,SO2排放过多会与大气中的水汽结合,形成酸雨,对植被及土壤有很大伤害。
此外,SO2同氮氧化物一样是温室气体之一,排放过多会对地球气候变化产生影响。
三、火电厂SO2减排技术现状1.燃烧改进技术通过燃烧改进技术可降低SO2排放。
其中,最常见的方式是使用低硫煤及添加燃料清洁剂。
此外,采用高温燃烧技术及烤车燃烧技术也能有效减低SO2排放。
2.烟气脱硝技术火电厂烟气脱硝技术可在燃烧过程中充分氧化NH3,使之与NOx在催化剂的作用下反应生成N2及H2O,从而达到减排效果。
3.湿式脱硫技术湿式脱硫技术是指通过向烟气中喷射乳化液或悬浊液,利用石灰、石膏等物质吸收SO2,达到脱除功能的一种技术。
它具有反应速度快、SO2吸收量大、通过率高等优点,被广泛用于火电厂的SO2排放治理。
四、火电厂SO2减排技术的研究进展1. 干式脱硫技术干式脱硫技术是一种新型的减排技术,其原理是在火电厂出口烟气中加入适量催化剂的粉末,使SO2与催化剂反应生成高价态硫酸盐,最后利用灰渣分离装置分离回收。
燃煤电厂烟气中二氧化碳的减排技术探讨摘要:近些年来由于以二氧化碳为主等温室气体的大量排放,严重危害了正常的生态环境,同时社会经济的发展也产生了不良影响,受到了各方面的广泛关注。
为了改善与我们每个人密切相关的生态环境,以及响应近期国务院出台碳减排的行动计划,据此本文主要分析了燃煤电厂烟气中关于减少二氧化碳排放量的相关技术,阐述了二氧化碳脱除技术的基本原理,针对二氧化碳除碳过程中的技术问题进行深入研究,结合本次研究,最终提出了脱碳处理、化学吸收法等对策。
最终希望通过本文的分析研究,实现燃煤电厂烟气中减少二氧化碳排放量的目标。
关键词:燃煤电厂;二氧化碳;减排技术由于以二氧化碳为主等温室气体的大量排放,所导致的全球气候性变暖,温室环境效应加剧,使人类的生存环境面临巨大挑战。
因此为了改善全球气候环境,体现大国责任担当我国在哥本哈根全球气候大会上郑重承诺,要将我国单位GDP的二氧化碳排放量在2020年之前减少40% ~ 45%。
因此国家发改委将针对碳排放,对相应的排放企业展开强度考核。
而煤炭燃烧是二氧化碳的主要来源,而燃煤电厂煤炭消耗量占比较大,因而国家发改委展开的碳排放控制计划首要的针对目标就是燃煤电厂,所以对于燃煤电厂而言要在保证供电量的同时,还要减少二氧化碳的排放量,就必须要通过相应减排技术的应用才能够完成这个目标。
要对燃煤电厂产生的烟气之中的二氧化碳应用相应的技术进行减排,主要是要控制其工艺过程,本文主要分析、探讨了采用化学吸收分离法等脱除煤炭二氧化碳含量的方法。
只有通过采用先进的技术工艺才能够达到减少二氧化碳排放量的目的,笔者将在下文展开具体的论述。
一、燃煤电厂二氧化碳减排可选技术方案人们一般把脱除二氧化碳的整个过程称之为脱碳。
从国内外的现状来看,脱除二氧化碳时主要采用将其吸收的方式,多用溶液吸收剂将燃煤锅炉燃烧过程中出现的二氧化碳进行相应的吸收,其主要的吸收机理有两种,一种是物理吸收机理,另外一种是化学吸收机理。
大气污染课程设计姓名:张XX指导老师:孙老师专业:环境监测与治理技术学院:化工食品学院学号:目录一、课程设计题目 (5)二、设计原始资料 (5)1.锅炉设备的主要参数 (5)2.污染源强相关参数 (5)3.煤的工业分析值 (5)4.按锅炉大气污染排放标准(GB13271—2001)中二类区标准执行 (5)三、设计方案的确定及原理 (5)四、设计计算 (7)1.耗煤量计算 (7)2.烟气量、烟尘和二氧化硫浓度与氮氧化物浓度的计算 (7)2.1标准状态下理论空气量 (7)2.2标准状态下理论烟气量(设空气含湿量为12.93(m3/kg)) (8)2.3标准状态下实际烟气量 (8)2.4标准状态下烟气含尘浓度 (9)2.5标准状态下烟气中二氧化硫浓度的计算 (9)2.6标态下氮氧化物浓度的计算 (9)3.除尘器的选择 (10)3.1除尘器应达到的除尘效率 (10)3.2除尘器的选择 (10)4.旋风除尘器的设计 (10)4.1确定旋风除尘器的进口气流速度v (10)4.2确定旋风除尘器的几何尺寸 (11)4.3压力损失△P222 2vDρ⨯AB⨯K=∆P (11)5.脱销工艺 (12)6.脱硫方案的确定 (13)(1)喷淋塔内流量计算 (13)(2)喷淋塔径计算 (14)(3)喷淋塔高度计算 (14)7.确定除尘器,风机,烟囱的位置及管道布置。
并计算各管段的管径,长度烟囱高度和出口内径以及系统总阻力。
(17)7.1各装置及管道布置的原则 (17)7.2管径的确定 (17)8.烟囱的计算 (18)8.1烟囱高度的确定 (18)8.2烟囱直径的计算 (18)8.3烟囱的抽力 (19)9.系统阻力的计算 (19)9.1摩擦压力损失 (19)9.2局部压力损失 (20)9.3系统总总阻力(其中锅炉出口前阻力为1200pa) (20)1)总阻力计算 (20)10.风机和电动机的选择及计算 (21)10.1标准状态下风机风量的计算 (21)10.2风机风压的计算 (21)五、小结 (22)六、参考资料 (22)大气污染控制工程课程设计一、课程设计题目某小型燃煤电站锅炉烟气除尘、脱硫处理与脱销处理系统的设计。
一种燃煤锅炉烟气NOx-SO2联合脱除新工艺的研究的开题报告1. 研究背景及意义随着我国经济的快速发展,燃煤锅炉作为主要的供热设备,已经成为我国国民经济的重要组成部分。
然而,燃煤锅炉的烟气排放带来的环境污染问题不容忽视,其中NOx和SO2是主要的排放物质,不仅对人体健康造成严重威胁,还会导致大气酸化和光化学烟雾等环境问题。
因此,探索一种能够同时减少NOx和SO2排放的脱除工艺,具有重大的理论、实践意义。
2. 研究现状目前,燃煤锅炉烟气的NOx和SO2脱除技术主要包括SCR、SNCR、FGD等,这些技术虽然在一定程度上减少了烟气排放,但存在着一些不足之处。
例如,SCR技术需要高成本的催化剂和氨水喷射系统,成本较高,且易产生二次污染;SNCR技术对氨水喷射的温度和精度要求较高,工业应用受限;FGD技术对于高浓度烟气脱除效果较差,且产生大量废渣。
针对这些问题,近年来国内外学者提出了一些新的脱除工艺,例如组合脱硝(SNCR+SCR)、催化氧化-湿式脱除等,但这些方法仍存在一定的不足之处,例如复杂的操作条件,高成本等。
3. 研究内容和方法本研究旨在探索一种燃煤锅炉烟气NOx-SO2联合脱除新工艺,综合使用催化氧化、湿式脱硝、选择性催化还原等技术,以达到高效、低成本、环保的目标。
主要研究内容:(1)催化氧化-湿式脱硝:采用催化剂氧化NO为NO2,再与苯硫酚反应,制得可溶性的硝酸。
然后将其用于湿式脱硝,利用还原剂(如三氧化二硫)将NO2还原为N2,将脱硝废液和NOx产生的SO2与CaCO3反应,制得可用于工况条件下的CaSO4。
(2)选择性催化还原:高温下通过催化剂将还原剂(如氨)与NOx 反应,生成分子氮和水。
主要研究方法:(1)基于实验室模拟和燃煤锅炉现场试验,评价新工艺的效果和优势。
(2)分析催化剂的性能、结构和稳定性等因素,寻找最佳配方和工艺条件。
(3)进行工艺经济评价、环境评价,探讨新技术的应用前景和推广意义。