【文章內(nèi)容簡介】 水平衡。吸收了酸氣的吸收液 (富液 )通過富液泵加壓送至再生塔。為減少富液再生時(shí)蒸汽的消耗量 ,利用再生后的吸收溶液 (貧液 )的余熱對富液進(jìn)行加熱 ,同時(shí)也達(dá)到冷卻再生溶液的目的。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。解吸 CO2后的貧液由再生塔底流出 ,經(jīng)貧富液換熱器換熱后 ,用泵送至水冷器 ,冷卻后進(jìn)入吸收塔。溶劑往返循環(huán)構(gòu)成連續(xù)吸收和解吸 CO2的工藝過程。從再生塔頂出來的 CO2及蒸汽混合物通過冷卻器冷卻冷凝 ,經(jīng)由分離器汽水分離 ,冷凝水通過回流補(bǔ)液返回系統(tǒng) ,分離出 CO2 氣體進(jìn)入后續(xù)的壓縮處理程序。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 。為處理系統(tǒng)的降解產(chǎn)物 ,設(shè)置胺回收加熱醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 器 ,需要時(shí) ,將部分貧液送入胺回收加熱器中 ,加入堿溶液 ,通過蒸汽加熱再生回收。為維持吸收液的 清潔 ,在貧液冷卻器后設(shè)立旁路過濾器 ,脫除吸收液中的鐵銹等固體雜質(zhì)。 吸收塔是捕集系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備 ,屬于氣液傳質(zhì)設(shè)備。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。再生塔也采用類似的設(shè)計(jì)。在填料的選擇上 ,在吸收塔與再生塔內(nèi)均安裝了孔板波紋填料 ,具有以下特點(diǎn) :填料空隙率大 (98% ),氣液兩相能均勻通過 ,壓降低 ,流通量高 。溶液能在孔板表面形成穩(wěn)定液膜 ,潤濕率高 ,具有較高的傳質(zhì)效率 。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) 。填料規(guī)則排列 ,無死角 ,液膜薄 ,持液量小 。造價(jià)較低。此外 ,為了提高分離效率、改善塔后設(shè)備的操作狀況、回收昂貴的反應(yīng)溶劑以及減少對環(huán)境的污染 ,在兩個(gè)塔器的頂端均設(shè)置了高效絲網(wǎng)除沫器。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。這樣既可降低再生溫度 ,同時(shí)縮短了溶液在再沸器內(nèi)的停留時(shí)間 ,降低復(fù)合胺溶液的降解。 煙氣在吸收塔內(nèi)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(shí)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。為了回收排空煙氣中攜帶的胺溶液 ,吸收塔頂部布置了一套洗滌液系統(tǒng) ,建立除鹽水循環(huán) ,對脫除 CO2后的煙氣進(jìn)行洗滌[10]。 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。在溶劑氣體回收的過程中，首先通過吸收塔對尾氣中溶劑氣體進(jìn)行吸收、吸附，流出的混合油再通過該解析塔以汽提蒸餾的方式對混合油中的溶劑進(jìn)行分離，來達(dá)到有利于溶劑回收的目的。 再沸器是捕集工藝中溶液再生的關(guān)鍵設(shè)備 ,具有供熱、產(chǎn)生蒸汽 (以降低 CO2分壓 )和使殘余 CO2進(jìn)一步從溶液中解吸等多項(xiàng)功能。在國外 CO2捕集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,再沸器有 2 種主要形式 :立式熱虹吸再沸器與臥式釜式再沸器。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。這種流程布置既保留了立式再沸器結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱系數(shù)高的特點(diǎn) ,又避免了熱虹吸的不穩(wěn)定問題。為了使設(shè)備長期、高效率地?zé)o故障運(yùn)行 ,國外的首要經(jīng)驗(yàn)是保持吸收溶液的清潔。在長時(shí)間的運(yùn)行后 ,裝置內(nèi)不可避免會有雜質(zhì)的產(chǎn)生 ,從而引起溶液的發(fā)泡及腐蝕問題 ,因此 ,溶液過濾器雖然只是配套設(shè)備 ,卻應(yīng) 給 予 應(yīng)有 的 重 視。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。 在回收 CO2 的 過程中 ,吸收劑的主要成分 MEA 易與 氧氣、二氧化碳、硫化物等發(fā)生化學(xué) 降解 ,也易發(fā)生熱降解 ,而引起 MEA 降 解損耗增大的主要原因是氧氣與 MEA 的氧化降解反應(yīng)。MEA與氧氣的降解 中間產(chǎn)物主要為過氧化物 ,最終產(chǎn)物 為 氨基乙酸等 ,與二氧化碳的降解產(chǎn)物主 要 有 惡 唑烷 酮 類等。 MEA 降解問題 一直是 MEA 法回收二氧化碳存在的 難以解決的技術(shù)難題。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。溶液生產(chǎn)循環(huán)一段時(shí)間后 ,仍然會生成一定數(shù)量的熱穩(wěn)定性鹽 ,影響溶液的吸收能力。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(nèi)布置了胺回收反應(yīng)釜 ,間歇性投運(yùn) ,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(chǎn)物則從反應(yīng)釜排放 ,并進(jìn)行無害化處理。胺回收反應(yīng)釜是一個(gè)換熱反應(yīng)設(shè)備 ,通過引入蒸汽作為加熱熱源 ,將系統(tǒng)內(nèi)部分貧液導(dǎo)入反應(yīng)釜 ,同時(shí)加入一定濃度的堿溶液 ,使溶液再生回收。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]。 圖 13 解析塔 二、 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 研究的基本內(nèi)容 此設(shè)計(jì)主要對經(jīng)過脫氮，除塵，脫硫后的煙氣進(jìn)行脫除二氧化碳的吸收塔設(shè)醇胺法吸收二氧化碳的吸收塔設(shè)計(jì) 計(jì)。其主要包括二氧化碳的吸收塔和解析塔的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核和工程概預(yù)算。并利用 Auto CAD 作圖軟件畫出吸收塔的三視圖及零 件圖。 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。利用 Auto CAD 作圖軟件畫出吸收塔的三視圖及零件圖。 三、 研究步驟、方法 1. 資料查閱 查閱至少與設(shè)計(jì)及其相關(guān)的紙質(zhì)版中文文獻(xiàn) 10 篇以上，外文復(fù)印文獻(xiàn) 2 篇以上，需要翻譯至少一篇外文文獻(xiàn)。 通過查閱資料，計(jì)算出吸收塔和解析塔的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，以及所需填料的量，設(shè)計(jì)出吸收塔和解析塔的結(jié)構(gòu)，對塔的強(qiáng)度進(jìn)行校核，以及對設(shè)備的工程概預(yù)算。 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。 ② 解析塔系統(tǒng)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。 ③ 其他設(shè)計(jì)及整個(gè)工程的概預(yù)算。 ④ 按照國家標(biāo)準(zhǔn)畫圖，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。 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。準(zhǔn)備答辯 第 16 周 整理資料， 制作幻燈片，答辯 五、 主要參考文獻(xiàn) [1] 劉練波 ,黃 斌 ,郜時(shí)旺 等 . 燃煤電站 3 000～ 5 000 t/a CO2捕集示范裝置工藝及關(guān)鍵設(shè)備 [J].電力設(shè)備 ,2021,9(5):2124 [2] 劉炳成，張煜，李聰 等 . 電廠煙氣 CO2 胺法捕集工藝模擬優(yōu)化 [J].化工進(jìn)展 ,2021,28:293296 [3] P V Danckwerts. 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