【正文】 的 pH 從 11 下降到 7 左右 ,醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設計 以此可作為判斷吸收是否飽和的依據(jù)。 AEE 可以與 CO2直接反應 ,吸收速率快 ,吸收量大 ,可以快速達到吸收飽和 ,而 MDEA 不能與 CO2直接反應 ,吸收速率慢 ,需長時間才可達到吸收飽和。 圖 9 吸收時間與吸收速率的關系 混合醇胺溶液的交互作用 鐘戰(zhàn)鐵 [4]提出 MEA+MDEA 體系在吸收低濃度二氧化碳時存在交互作用。 圖 10 摩爾吸收比與交互系數(shù) β的關系 所以 AEE 作為新型 CO2吸收劑 ,具有吸收速率快 ,吸收量大等優(yōu)點。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 溶劑為基礎的化學吸收法 [11]。如圖 1 所示， MEA 溶液相對來說吸收能力較強，且所需濃度較低，具有一定經(jīng)濟性，是較為理想的吸收溶液 [2]。 (3)操作范圍寬，運行穩(wěn)定。 填料塔適用于快速和瞬間反應的吸收過程，多用于氣體的凈化。h)，壓力損失 1500～ 3800Pa，而且還可處理含塵氣體。篩孔板塔主要優(yōu)點是構造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。文氏管吸收器結構簡單、設備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。在吸收塔中 ,煙氣自下向上流動 ,與從上部入塔的吸收液形成逆流接觸 ,使 CO2 得到脫除。溶劑往返循環(huán)構成連續(xù)吸收和解吸 CO2的工藝過程。在填料的選擇上 ,在吸收塔與再生塔內均安裝了孔板波紋填料 ,具有以下特點 :填料空隙率大 (98% ),氣液兩相能均勻通過 ,壓降低 ,流通量高 。 煙氣在吸收塔內與胺溶液充分接觸后 ,約 90%的 CO2被溶液吸收 ,余下的煙氣則從塔頂排空 ,同時不可避免的會有部分胺溶液會隨排空煙氣帶出系統(tǒng)排入大氣 ,既污染了環(huán)境也 增大了胺溶液的消耗量。為了使設備長期、高效率地無故障運行 ,國外的首要經(jīng)驗是保持吸收溶液的清潔。為了提高溶液的清潔度 ,保持溶液的 CO2吸收能力 ,在捕集系統(tǒng)內布置了胺回收反應釜 ,間歇性投運 ,將熱穩(wěn)定鹽加熱分解生成乙醇胺溶液 ,回收利用 ,不可再生的降解產物則從反應釜排放 ,并進行無害化處理。 三、 研究步驟、方法 1. 資料查閱 查閱至少與設計及其相關的紙質版中文文獻 10 篇以上，外文復印文獻 2 篇以上，需要翻譯至少一篇外文文獻。燃煤電廠所產生的二氧化碳占了總排放量的 60%以上，因此，對燃煤電廠排放的二氧化碳進行脫除是控制溫室效應的關鍵手段之一。 煙氣組成 CO2 N2 O2 H2O SO2 NOX 飛灰 含量 % % % % 50mg/m3 50mg/m3 10mg/m3 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設計 ①劉練波 ,黃斌 ,郜時旺 ,許世森 . 燃煤電站 3 000～ 5 000 t/a CO2 捕集示范裝置工藝及關鍵設備 [J].電力設備， 2021， 9（ 5）： 2124 ②黃斌 , 許世森 , 郜時旺等。 Annex to the packed tower and checking for strength were also designed in detail, at last making the budget. Through this design, the existed problems are solved as possible as we can and the future development of the chemical absorption process technology of carbon dioxide was introduced. Key words： Carbon dioxide absorption， Packed tower， Anaytical column 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設計 III 目 錄 第一章 前 言 ........................................................ 1 引言 ........................................................ 1 研究二氧化碳吸收的意義 ...................................... 2 吸收溶液的選擇 .............................................. 3 吸收塔系統(tǒng)及結構 ............................................ 4 解析塔概述 ................................................. 12 第二章 吸收塔的設計計算 ............................................ 14 確定塔設備的選型 ........................................... 14 吸收劑的確定 ............................................... 14 填料的選擇 ................................................. 18 塔徑的計算 ................................................. 18 填料層高度的計算 ........................................... 19 吸收塔附件的設計與選用 ..................................... 21 塔高 ....................................................... 26 第三章 吸收塔的強度校核 ........................................... 27 選擇材料 ................................................... 27 裙座，筒體和封頭的壁厚 ..................................... 27 塔的質量載荷計算 ........................................... 27 塔的自振周期計算 ........................................... 29 地震載荷計算 ............................................... 29 風載荷計算 ................................................. 30 地腳螺栓計算 ............................................... 34 第四章 解吸塔的設計計算 ........................................... 36 平衡線 ..................................................... 36 解吸所需蒸汽量 ............................................. 36 填料的選擇 ................................................. 38 塔徑的計算 ................................................. 38 填料層高度的計算 ........................................... 39 解析塔附件的設計與選用 ..................................... 39 塔高 ....................................................... 42 第五章 解吸塔的強度校核 ............................................ 43 選擇材料 ................................................... 43 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設計 IV 裙座，筒體和封頭的壁厚 ..................................... 43 塔的質量載荷計算 ........................................... 43 塔的自振周期計算 ........................................... 45 地震載荷計算 ............................................... 45 風載荷計算 ................................................. 46 地腳螺栓計算 ............................................... 49 第六章 輔助設備的設計選型 ......................................... 51 熱交換器 ................................................... 51 風機的選型 ................................................. 52 泵的選擇 ................................................... 52 第七章 經(jīng)濟分析與工程概算 ......................................... 54 經(jīng)濟分析與評價的意義和基本原理 ............................. 54 工程概算 ................................................... 54 技術經(jīng)濟分析 ............................................... 55 第八章 結論 ....................................................... 57 參考文獻 ........................................................... 58 致 謝 .............................................................. 60 聲 明 .............................................................. 61 醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設計 1 第一章 前 言 引言 二氧化碳氣體具有吸熱和隔熱的功能。 6)農業(yè)的影響 實驗證明在 CO2高濃度的環(huán)境下，植物會生長得更快速和高大。河口水質變咸可會減少淡水魚的品種數(shù)目，相反該地區(qū)海洋魚類的 品種也可能相對增多。已成為國際能源領域研發(fā)的熱點。由于我國能源結構以燃煤發(fā)電為主 ,以及今后對燃煤發(fā)電的長期投入 ,從燃煤煙氣中有效的脫除 CO2將刻不容緩。溶液濃度增大可增強 CO2 的水解，即增強溶液對CO2的吸收，但同時溶液的溶解度系數(shù)和分子擴散系數(shù)將隨著溶液的濃度增加而降低，所以每種溶液都有一個相對理想的吸收濃度范圍，而不是濃度越高越好。同時氨基甲酸鹽對設備的腐蝕性較強，又易形成水垢。 圖 12 吸收塔 工業(yè)吸收塔應具備以下基本要求： (1)塔內氣體與液體應有足夠的接 觸面積和接觸時間。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、一定的機械強度、密度小、價格低廉等。 該塔制造、安裝、維修較方便，可以用大小、質量不同的小球改變操作范圍。 1篩孔板塔 篩孔直徑一般取 5～ 10mm，篩孔總面積占篩板面積的 10％～ 18％。該塔結構比篩孔板塔復雜，制造較困難，安裝要求嚴格，容易發(fā)生 偏流。文氏管吸收器結構簡單、設備小、占空間少、氣速高、處理量大、氣液接觸好、傳質較容易，特別適用于捕集氣流中的微小顆粒物。篩孔板塔主要優(yōu)點是構造簡單，處理風量大，并能處理含塵氣體。h)，壓力損失 1500～ 3800Pa，而且還可處理含塵氣體。 填料塔適用于快速和瞬間反應的吸收過程，多用于氣體的凈化。 (3)操作范圍寬，運行穩(wěn)定。 因為 MEA 與 CO2 反應生成比較穩(wěn)定的氨基甲酸鹽，反應式（ 2）比反應式（ 1）要快得多，所以總反應式可以寫為： CO2+2HOCH2CH2NH2+H2O=HOCH2CH2HNCOO－ +HOCH2CH2NH3+ 由總反應式可看出，乙醇胺吸收 CO2 時將會受到熱力學的限制，即 1 mol醇胺最大的吸收能力為 mol 的 CO2。 圖 11 各種