【正文】 接管等部件組成，塔外殼多采用金屬材料，也可用塑料制造。 (3)操作范圍寬，運(yùn)行穩(wěn)定。 塔內(nèi)氣液兩相的流動方式可以逆流也可并流。 因?yàn)?MEA 與 CO2 反應(yīng)生成比較穩(wěn)定的氨基甲酸鹽，反應(yīng)式（ 2）比反應(yīng)式（ 1）要快得多，所以總反應(yīng)式可以寫為： CO2+2HOCH2CH2NH2+H2O=HOCH2CH2HNCOO－ +HOCH2CH2NH3+ 由總反應(yīng)式可看出，乙醇胺吸收 CO2 時(shí)將會受到熱力學(xué)的限制，即 1 mol醇胺最大的吸收能力為 mol 的 CO2。目前，世界上大多數(shù)從電廠煙氣中捕集 CO2的方法都是以 MEA 溶劑為基礎(chǔ)的化學(xué)吸收法 [8]。 圖 11 各種 溶液在不同濃度下對二氧化碳的吸收 情況 基本的 MEA CO2 溶液吸收 解吸流程被廣泛用于天然氣處理工廠和制氨工廠的 CO2去除 .該流程用于捕獲電站廢氣中的 CO2時(shí) ,吸收系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)所需醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 4 的 CO2脫除效率 ,并為解吸系統(tǒng)提供高濃度 CO2的富胺鹽溶液 .解吸系統(tǒng)必須解吸出一定量的 CO2,以提供合理的 CO2濃度的貧胺鹽溶液返回吸收系統(tǒng)循環(huán)使用 .貧 富胺鹽溶液的熱交換可有效利用貧胺鹽溶液的熱能 ,以減少解吸能耗 .但是 ,該流程能耗仍然較高 ,而解吸過程熱負(fù)荷 Qreb 的大小直接影響到蒸汽消耗量 ,其費(fèi)用接近整個(gè)捕獲流程運(yùn)行費(fèi)用的 80%,使得基本 MEA流程處理發(fā)電廠 燃放氣中 CO2的商業(yè)應(yīng)用受到嚴(yán)重制約 [5]。 在胺溶液流量 120 m3/h、吸收溫度 40℃ 、常壓吸收條件下，分別對 MEA、DEA、 MDEA、 TEA、 DIPA、 DGA 六種溶液在不同濃度下對二氧化碳的吸收情況進(jìn)行模擬。目前 ,國際上 CO2捕集與封存技術(shù)正處于研究開發(fā)和示范階段 ,尚未達(dá)到商業(yè)化 ,我國在此領(lǐng)域的研發(fā)也剛剛起步 [1]。近年來 ,隨著火電裝機(jī)容量的迅速增多 ,燃煤電廠 CO2排放的絕對數(shù)量和相對比例還將進(jìn)一步增加。根據(jù) EIA (Energy Information Administration)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) , 2021 年我國 CO2 排放總量為 47 億 ,t 約占世界總量的 17%,居世界第二 ,僅次于美國。 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 2 科學(xué)家預(yù)測：如果地球表面溫度的升高按現(xiàn)在的速度繼續(xù)發(fā)展，到 2050 年全球溫度將上升 2－ 4 攝氏度，南北極地冰山將大幅度融化，導(dǎo)致海平面大大上升，一些島嶼國家和沿海城市將淹于水中，其中包括幾個(gè)著名的國際大城市：紐約，上海，東京和悉尼。 8)水循環(huán)的影響 全球降雨量可能會增加。對各地區(qū)性氣候的影響，以致對植物生態(tài)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)變亦未能確定。全球變暖 39。 5)經(jīng)濟(jì)的影響 全球有超過一半人口居住在沿海 100 公里的范圍以內(nèi)，其中大部份住在海港附近的城市區(qū)域。因此，二氧化碳也被稱為溫室 氣體。 通過本設(shè)計(jì)，盡量解決二氧化碳吸收過程中存在的問題，并對二氧化碳化學(xué)吸收工藝的發(fā)展前景予以展望。 第一周 科技方法訓(xùn)練，查閱校內(nèi)、外資料 第二周 科技方法訓(xùn)練， 翻譯外文資料， 第 三周 撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告 第四周 進(jìn)行開題報(bào)告，進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 第五周 吸收塔系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 第六周 吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 第七周 解析塔系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第八周 解析塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 第九周 其他設(shè)計(jì)及整個(gè)工程的概預(yù)算 第十周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第十一周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第十二周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第十三周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第十四周 撰寫設(shè)計(jì)說明書，并輸入計(jì)算機(jī) 第十五周 修改設(shè)計(jì)說明書，準(zhǔn)備答辯 第十六周 答辯 ——— ————————————————————————————— 任務(wù)書審定日期 年 月 日 系（教研室）主任（簽字） 任務(wù)書批準(zhǔn)日期 年 月 日 教學(xué)院（部、系）院長（簽字） 任務(wù)書下達(dá)日期 年 月 日 指導(dǎo)教師（簽字） 計(jì)劃完成任務(wù)日期 年 月 日 學(xué)生（簽字） 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) I 摘 要 電廠燃煤煙氣所排放的二氧化碳會造成溫室效應(yīng)和全球氣候變化，引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境問題。 ②繪制的圖量至少需要達(dá)到三張零號圖，其中手繪的圖量需要相當(dāng)于一張零號圖。而二氧化碳的吸收主要在吸收塔內(nèi)進(jìn)行，吸收塔的性能直接影響著二氧化碳的吸收效果。 3．論 文 完成設(shè)計(jì)后，進(jìn)行論文的撰寫，并打印出來，外文文獻(xiàn)及翻譯 四、 研究工作進(jìn)度 第 1 周 科技方法訓(xùn)練，查閱校內(nèi)，外資料 第 2 周 科技方法訓(xùn)練，翻譯外文資料 第 3 周 撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報(bào)告 第 4 周 進(jìn)行開題報(bào)告， 進(jìn)行總體設(shè)計(jì) 第 5 周 吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 6 周 吸收塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 第 7 周 解析塔系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 8 周 解析塔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 第 9 周 其他設(shè)計(jì)及整個(gè)工程的概預(yù)算 第 10 周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第 11 周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第 12 周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 第 13 周 按照國家標(biāo)準(zhǔn)繪圖 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 第 14 周 撰寫設(shè)計(jì)說明書，并輸入計(jì)算機(jī) 第 15 周 根據(jù)指導(dǎo)教師、評閱教師意見 修改論文。 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 ① 吸收塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。 擬解決的主要問題 本題目中重點(diǎn)研究的是吸收塔及解析塔的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，還有塔的強(qiáng)度校核。胺回收反應(yīng)釜的投運(yùn)頻率將視運(yùn)行過程中溶液的降解程度而定 [10]。在本套裝置內(nèi) 加入了抗氧化劑后 ,降解反應(yīng)鏈被部分中斷 ,溶液的降解問題能得到很大改善 ,但是仍然難以完全抑制過氧化物的生成。在進(jìn)入吸收塔的貧液管路上旁路 設(shè)置活性炭過濾器 ,根據(jù)溶液分析得到 的污染程度 ,調(diào)整溶液通過活性碳過濾 器的比例 ,來保持溶液的清潔。在本套裝置再沸器的設(shè)計(jì)中 ,采用了立式自然差壓再沸器 ,結(jié)合再生塔內(nèi)升氣帽的設(shè)計(jì) ,使溶液從再生塔內(nèi)較高的高位進(jìn)入再沸器底部 ,加熱上升后的氣態(tài)混合物進(jìn)入再生塔底 ,再生溶液 (氣 )從再生塔的高位流出、低位進(jìn)塔 ,其高度差是促使溶液在再沸器內(nèi)自醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 然流動的動力。 三 解析塔設(shè)計(jì) 解析塔是大型浸出車間尾氣回收系統(tǒng)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備之一，與吸收塔、富油泵、冷卻器、熱交換器、加熱器、貧油泵等設(shè)備配合使用。此外 ,為了使再生塔內(nèi)的溶液完全再生 ,在再生塔底部增設(shè)一升氣帽 ,使從再生塔頂部流下的溶液經(jīng)升氣帽阻隔 ,溶液首先全部進(jìn)入再沸器充分再生。具有很好的潤濕性能和自分布能力 ,氣液分布比較均勻 ,幾乎無放大效應(yīng) 。結(jié)合電廠的應(yīng)用情況 ,在本捕集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中 ,采用了壓降小、不易起泡的填料塔。為了維持溶液清潔 ,約 10% ~15%的貧液經(jīng)過活性炭過濾器等過濾 。富液從再生塔上部進(jìn)入 ,通過汽提解吸部分 CO2,然 后進(jìn)入煮沸器 ,使其中的 CO2進(jìn)一步解吸。由于 MEA 具有較 高的蒸汽壓 ,為減少 MEA蒸汽隨煙氣帶出而造成吸收液損失 ,通常將吸收塔分成兩段 ,下段進(jìn)行酸氣吸收 ,上段通過水洗 ,降低煙氣中的 MEA 蒸汽含量。當(dāng)工況波動下出現(xiàn)煙氣溫度超溫時(shí) ,啟動設(shè)置在吸收塔前的噴水減溫裝置 ,將其溫度降到 50℃ 以下。 3 CO2 吸收塔示范裝置系統(tǒng)工藝 CO2捕集示范裝置系統(tǒng)工藝流程簡化圖如圖 12 所示。該塔結(jié)構(gòu)比篩孔板塔復(fù)雜，制造較困難，安裝要求嚴(yán)格，容易發(fā)生偏流。 2斜孔板塔 斜孔板塔是篩孔板塔的另一形式。 1篩孔板塔 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 篩孔直徑一般取 5～ 10mm，篩孔總面積占篩板面積的 10％～ 18％。 (3)板式塔 板式塔是在塔內(nèi)裝有一層層的塔板，液體從塔頂進(jìn)入。 該塔制造、安裝、維修較方便，可以用大小、質(zhì)量不同的小球改變操作范圍。填料塔不宜處理含塵量較大的煙氣，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)克服塔內(nèi)氣液分布不均的問題。填料必須具備較大的比表面，有較高的空隙率、良好的潤濕性、耐腐蝕、一定的機(jī)械強(qiáng)度、密度小、價(jià)格低廉 等。 (5)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和耐腐蝕能力。 工業(yè)吸收塔應(yīng)具備以下基本要求： (1)塔內(nèi)氣體與液體應(yīng)有足夠的接觸面積和接觸時(shí)間。按氣液相接觸形態(tài)分為三類。在吸收過程中，吸收速率是受到溶解度系數(shù)、液相的分子擴(kuò)散系數(shù)以及溶液的濃度共同影響的。同時(shí)氨基甲酸鹽對設(shè)備的腐蝕性較強(qiáng)，又 易形成水垢。 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 化學(xué)吸收法主要采用堿性溶液等能同 CO2 進(jìn)行快速反應(yīng)的物質(zhì)溶解吸收CO2，然后通過改變條件分解釋放 CO2 氣體，同時(shí)再生吸收劑。 AEE+MDEA 體系在一定的摩爾吸收比的條件下存在交互作用 ,且交互系數(shù)隨體系的摩爾吸收比的增加而降低 [5]。交互作用與體系的摩爾吸收比有關(guān) ,也與體系中 AEE 濃度有關(guān)。由圖 10 可知 ,3 種體系分別在不同的摩爾吸收比時(shí)表現(xiàn)出交互作用。可見添加 AEE 對整個(gè)吸收體系具有明顯的加強(qiáng)作用。筆者考察了 AEE 與 MDEA 的混合溶液對 CO2的吸收性能。隨著摩爾吸收比的增加 ,兩種溶液的吸收速率不斷的降低 ,其中 AEE 溶液降低的程度更顯著。 2 單組分和多組分醇胺溶液吸收 CO2的影響 單組分有機(jī)醇胺溶液吸收 CO2 的研究 MDEA 由于其吸收容量大 ,解吸再生溫度低等優(yōu)點(diǎn) ,是近年來工業(yè)上常用的CO2 吸收劑 ,而采用 AEE 作為 CO2 吸收劑的研究卻鮮有報(bào)道。 所以 DEA 和 TEA 溶液摩爾濃度越高 ,其吸收速率越快 ,吸收容量越大 。因此 ,本實(shí)驗(yàn)條件下 ,180min。 表 1 不同濃度醇胺溶液 CO2吸收容量與 pH 的關(guān)系 飽和 醇胺溶液再生 吸收飽和的有機(jī)胺溶液稱為富液 ,用加熱的方法使與胺結(jié)合的 CO2解吸 ,變?yōu)闅怏w逸出 ,從而吸收液獲得再次吸收 CO2的能力 ,重新成為貧液。由表 1 可以看出 ,吸收劑的 pH 隨 溶液濃度增加略有增加 ,但相差不大。 DEA或 TEA 濃度越高 ,吸收容量越大 ,與此同時(shí)達(dá)到飽和吸收容量需要的時(shí)間也增長。在相同的吸收時(shí)間內(nèi) ,3種有機(jī)胺溶液吸收容量大小依次是 DEA≥TEAMDEA。 TEA 與 CO2之間的反應(yīng)按下式進(jìn)行 : (HOC2H4)3N+CO2+H2O→(HOC 2H4)3NH++HCO3 Mandals 等 [2]曾經(jīng)測定了叔胺吸收 CO2的反應(yīng)速率常數(shù) k值及活 化能 ,發(fā)現(xiàn)叔胺吸收 CO2 的 k 值比仲胺小 ,在相同條件下仲胺與 CO2 的反應(yīng)速率明顯高于叔胺與CO2之間的反應(yīng)速率。 醇胺溶液濃度對吸收速率的影響 5mL 不同濃度 DEA、 TEA 的吸收速率隨時(shí)間變化如圖 3。 吸收速率是決定設(shè)備高度的重要因素之一。對于 DEA 和 TEA,在溶液還遠(yuǎn)未接近飽和狀態(tài)時(shí) ,醇胺溶液吸收速率基本按吸收量線性地變化 ,這是因?yàn)榇藭r(shí)液相主體中 CO2含量較小 ,而液膜處 CO2濃度足夠大 (p=105Pa),傳質(zhì)阻力對吸收速度 N 的影響相對就比較小 ,吸收速度主要取決于反應(yīng)速度 r(N≈r)。 3 文獻(xiàn)綜述 一 醇胺溶液的選擇 1 多種醇胺溶液吸收二氧化碳的研究 醇胺 溶液種類及濃度對吸收速率的影響 醇胺溶液種類對吸收速率的影響 分別取 5mL 的 、 TEA、 MDEA 溶液 ,采用鼓泡吸收裝置 ,常溫常下測定它們對 CO2 的吸收速率。 盡管發(fā)展新型煤電技術(shù)、可再生能源、核電與節(jié)能降耗等是可行的 CO2 減排手段 ,但是我國能源結(jié)構(gòu)長期以燃煤發(fā)電為主的現(xiàn)狀 ,決定了只有進(jìn)行 CO2的捕集與永久封存才是減少溫室氣體排放的根本手段 ,也是進(jìn)一步大量減少 CO2 排放醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 的唯 一手段。燃煤電廠 CO2 排放是我國溫室氣體的最主要 排放源 ,約占我國 CO2排放總量的 50%。全球應(yīng)對氣候變化的核心是減少溫室氣體排放 ,其中主要是減少能源消費(fèi)的 CO2排放。此外 ，溫度的提高會增加水份的蒸發(fā)，這對地面上水源的運(yùn)用帶來壓力。至于整體海洋生態(tài)所受的影響仍未能清楚知道。全球變暖 39。但是， 39。 它會帶來以下列幾種嚴(yán)重惡果： 1) 地球上的病蟲害和傳染疾病增加； 2) 海平面上升； 3) 氣候反常，海洋風(fēng)暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面積增大。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無形的玻璃罩，使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來。 北京 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 北京石油化工學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 題目名稱 ：醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)