【正文】 施,可有效解決裝置腐蝕防護的問題。圖248　水合物法天然氣脫碳流程圖水合物分離與其他分離相比,有壓力損失小、分離效率高、工藝流程簡單、設(shè)備投資小、可連續(xù)生產(chǎn)等特點,因此具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。所生成的CO2水合物經(jīng)脫水后可直接利用,或隨水轉(zhuǎn)入水合物分解器中,分解后回注油氣藏以提高采收率。由于不同氣體形成水合物的難易程度不一樣,因此可通過生成水合物使易生成水合物的組分優(yōu)先進入水合物相,從而實現(xiàn)氣體混合物的分離。此外,熔融碳酸鹽電化學法還需要在具有更高傳導性的碳酸鹽離子固態(tài)電解質(zhì)研制方面取得突破并進一步優(yōu)化工藝,可望成為一種有競爭力的CO2分離捕集技術(shù)。煙氣中的SO2也會毒化電池。從電廠煙氣中分離CO2的附加電力費用較低。隨著溫度的升高,約100%的熔融碳酸鹽對CO32進行了傳輸。(6)吸收反應(yīng)和再生反應(yīng)所需溫度低,其能耗通常比濕法處理技術(shù)低。(4)脫碳系統(tǒng)構(gòu)造簡單,設(shè)備投資少,運行控制方便。(2)吸收劑制作工藝流程簡單,造價低。3） 堿金屬基吸收法堿金屬基吸收劑干法脫除CO2技術(shù)的基本原理主要通過以下2個化學反應(yīng)實現(xiàn)：碳酸化反應(yīng)：M2CO3(s)+CO2 (g)+H2O(g)→2MHCO3(s) 再生反應(yīng)：2MHCO3(s)→M2CO3(s)+CO2 (g)+H2O(g) (M為Na或K)CO2堿金屬基吸收劑屬于低溫吸收劑,其碳酸化溫度為60～80℃,再生溫度為100～200℃.在該溫度下,吸收劑不易失活,、脫硝設(shè)備之后,避免因硫氧化物、脫硝后,煙氣溫度降至200℃左右,該方法的能耗可比傳統(tǒng)的MEA吸收法下降16%.因此堿基吸收劑具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,LiOH在便攜式生保系統(tǒng)中用于CO2凈化具有非常明顯的優(yōu)勢,其化學反應(yīng)方程式為：2LiOH+CO2→Li2CO3+H2O LiOH吸收CO2后,難以再生。鋰基吸收劑是當前研究較多的金屬氧化物吸收劑。但鈣基吸收劑的熱穩(wěn)定性及碳酸化轉(zhuǎn)化率是目前研究中有待解決的問題。能夠直接在較高溫度下實現(xiàn)CO2的分離。產(chǎn)生的CaCO3再進行煅燒分解,循環(huán)吸收CO2。石灰石在煅燒爐中分解,溫度一般大于900℃,同時回收產(chǎn)生的CO2。但能耗和成本高，已被淘汰。此法的回收機理是:通過將氣體中的可燃烴及有機可燃物質(zhì)燃燒成二氧化碳,%以上。在未來的IGCC設(shè)計或CO2再循環(huán)系統(tǒng)中,由于煙氣中含有高濃度CO2,低溫蒸餾法值得考慮,其優(yōu)點是可以產(chǎn)生用管道輸送的液體CO2。其優(yōu)點在于能夠產(chǎn)生高純、液態(tài)的CO2，便于管道輸送。 低溫蒸餾法低溫蒸餾法是通過低溫冷凝分離CO2的一種物理過程，利用煙氣中各組分相對揮發(fā)度的差異，將煙氣多次壓縮和冷卻，以引起CO2的相變，在低溫下將煙氣中各組分按工藝要求冷凝下來看，然后用蒸餾法將其中各類物質(zhì)依照蒸發(fā)溫度的不同逐一加一分離，達到從煙氣中分離CO2的目的。膜分離過程由于其較大的界面，較好的裝置模塊性和操作可塑性以及高的傳質(zhì)系數(shù)使得其成為替代化學吸附過程最有潛力的一項二氧化碳捕集技術(shù)。膜分離工藝流程見圖246：圖246 膜分離工藝流程膜分離法對膜的性能要求高，要求不僅具有高的CO2選擇性，而且CO2在膜上的透過率越高越好。 膜分離法膜分離法是借助混合氣體中各組分再摸中滲透率的不同而獲得分離的方法，它具有裝置簡單、操作方便、能耗較低等優(yōu)點，是一種發(fā)展較為迅速的節(jié)能型氣體分離技術(shù)。圖245 所示為變壓吸附法生產(chǎn)CO2工藝流程：圖245 變壓吸附法生產(chǎn)CO2工藝流程PSA運用在電廠CCS中存在最大的兩個問題是：①大型化后，占地面積太大，電廠無法接受；②對于非產(chǎn)品的CO2氣體，捕集的能耗和成本使電廠難以接受因此提高吸附劑的性能。變壓吸附分離提純CO2工藝較適合CO2含量在20%60%的各種工業(yè)氣體，如石灰窖氣、合成氨變換氣等，對于CO2含量偏低的氣體（如煙道氣），由于需要消耗大能量去壓縮80%以上的無用組分來滿足變壓吸附分離所需的最低壓力，經(jīng)濟上不合算。主要的變壓吸附劑有氧化鋁類、活性炭類、硅膠類和分子篩類吸附劑。這類工藝多用于有機硫的氣體進行脫硫和脫碳，主要有以甲醇與醇胺溶液為溶劑的Amisol工藝，以叔胺溶劑與物理組分組成的脫硫溶劑Optisol工藝，具有選擇性脫硫能力的Selefining工藝，由DIPA或MDEA和環(huán)丁砜溶液為吸收劑的Sulfinol工藝等，其中以Sulfinol工藝因具有身份優(yōu)良的脫碳脫硫以及脫有機硫的性能而應(yīng)由最廣。但由于CO2在溶劑中溶解服從亨利定律，因此，這類方法最適用于CO2分壓較高，而且CO2的脫出程度要求不高的情形。用于吸收CO2的溶劑要求具備對CO2溶解度大、選擇性好、無腐蝕、性能穩(wěn)定等特性。圖243為氨水吸收法回收CO2工藝流程圖243　氨水吸收法回收CO2工藝流程物理吸收法物理吸收法是利用CO2在吸收溶劑中進行溶解而實現(xiàn)脫出的方法。同時,因為許多電廠用氨水來脫除NOx,所以該法占用設(shè)備及場地很少,十分經(jīng)濟。 CO2/kg NH3；氨水易于再生、可得到高純度的CO2。KS1型吸收劑在馬來西亞得到了商業(yè)化應(yīng)用，被用于處理CO2 體積分數(shù)為8％的煙氣CO2脫除工藝中，CO2脫除率為90%。該吸收劑的主要優(yōu)點是：吸收效率高，溶劑循環(huán)量少，能耗和操作費用低，節(jié)能效果和經(jīng)濟效益顯著。德國BASF公司開發(fā)了改良MDAE 脫碳工藝過程，以MDEA 水溶液為主體，添加小量活化劑如哌嗪、甲基乙醇胺、咪唑或甲基取代咪唑，提高了CO2的吸收速度。因此,有必要對該技術(shù)進行改進,以降低成本,提高吸收劑的利用效率。圖241為MEA法工藝流程：圖241 MEA法工藝流程MEA適合在CO2分壓力較低的情況下應(yīng)用，吸收率受操作壓力影響不大，既可在高壓下操作，也可在常壓下操作，操作溫度與煙氣溫度相當，同時，MEA在醇胺類吸收劑中堿性最強，反應(yīng)速度快，吸收能力在醇胺類溶劑中最強，因此，MEA法比較適合用于煙氣中CO2回收。再生塔底部出來的貧液經(jīng)貧富液換熱器換熱后送至水冷器,最后進入吸收塔頂部。再生氣中被冷凝分離出來的冷凝液送入地下槽,用泵送至吸收塔頂洗滌段和再生塔作回流液使用。吸收CO2后的富液從塔底流出,由塔底經(jīng)泵送至冷凝器和貧富液換熱器,回收熱量后送入再生塔。工業(yè)上溶液的選擇主要取決于氣體的組成、溫度及壓力以及凈化要求等因素。醇胺吸收CO2的能力取決其堿性的強弱，與氨基結(jié)合的取代基的空間阻礙作用則是決定其堿性強弱的主要因素。通常認為，羥基能降低化合物蒸汽壓，并增加在水中溶解度；氨基則在水溶液中提供所需堿度，促進對酸性氣體的吸收。但熱的碳酸鉀溶液具有很強的腐蝕性，這是熱鉀堿法工藝的最大缺點。熱鉀堿法工藝的反應(yīng)原理：碳酸鉀水溶液吸收CO2生成碳酸氫鉀，碳酸氫鉀在加熱后有分解，釋放出CO2，碳酸鉀得以再生，并重復利用?；瘜W溶劑吸收法是脫除和回收CO2最有效的方法，CO2的脫除程度較高，主要適用于CO2分壓低、流量大的各類混合氣體處理，但溶液再生能耗高，對設(shè)備有一定的腐蝕，投資及操作費用高。化學吸收法化學吸收法是利用CO2的酸性特點，采用堿性溶液進行酸堿化學反應(yīng)吸收，然后借助逆反應(yīng)實現(xiàn)溶劑的再生。 溶劑吸收法在CO2分離方法中，溶劑吸收法是當前應(yīng)用最為廣泛的方法。 二氧化碳捕集工藝方案的選擇與比較 現(xiàn)有工藝方案概述目前，用于CO2捕集的傳統(tǒng)方法有很多，大體上可分為：溶劑吸收法、變壓吸附法、膜分離法、低溫蒸餾發(fā)、催化燃燒法。 原料本項目是利用MDEA作為吸收劑吸收二氧化碳，以二氧化碳和氫氣為原料來合成甲醇。利用二氧化碳經(jīng)催化加氫合成甲醇是近幾年來的科研熱點，倍受各國科學家的關(guān)注，利用燃煤電廠燃燒后的煙道氣中CO2制甲醇既可緩解溫室效應(yīng),又可節(jié)約能源，無論從經(jīng)濟、環(huán)境還是社會角度,都具有十分美好的前景。4 工藝設(shè)計方案 方案概述燃煤電廠煙氣中CO2的大量排放,不僅是資源的嚴重浪費,而且造成地球的溫室效應(yīng)。在CO2捕集車間和合成精制車間都需要大量過熱蒸汽，產(chǎn)生蒸汽的鍋爐位于公用工程，通過管道輸送至各車間使用。 水電供應(yīng)合成精制車間需要循環(huán)水量較大，循環(huán)水為冷卻用水，在公用工程里設(shè)有涼水塔對其進行冷卻，通過管道運至各車間，使用后將其循環(huán)回涼水塔中繼續(xù)使用。對廠區(qū)危險系數(shù)較高的合成精制車間及甲醇儲罐區(qū)等設(shè)計時根據(jù)最小頻率風向確保其對生活區(qū)影響最小。原料氣氫氣易燃易爆。人員通過南大門進出，如遇緊急情況，在設(shè)備檢修區(qū)內(nèi)設(shè)有緊急疏散通道。 廠區(qū)布置圖技術(shù)經(jīng)濟指標表232廠區(qū)布置圖技術(shù)經(jīng)濟指標序號名稱單位數(shù)量1廠區(qū)占地面積m241762建筑占地面積m217613道路占地面積m29294綠化面積m214865建筑系數(shù)%6利用系數(shù)%7綠化系數(shù)% 工廠運輸設(shè)計 廠內(nèi)運輸廠區(qū)總道路面積929m2，其中L型交叉的為東西主干道，寬度為20 m；另有其余干道供車輛出入，進行物料運輸；及供人員出入的道路鋪設(shè)和緊急通道；停車場位于廠區(qū)南大門附近，使用便利。（4）合理化布置廠區(qū)生產(chǎn)和輔助裝置合理布局，且整個廠區(qū)為環(huán)形設(shè)計，方便人員和車輛流動及物料運輸處理。（3）集中化布置同類設(shè)備盡量集中布置在一起，便于管理、操作、檢修。 廠區(qū)布置特色小結(jié)（1）半露天化布置半露天化布置可以節(jié)約占地，減少建筑物投資，有利于通風、防火、防爆、防毒，便于消防。通過綠化改善廠區(qū)內(nèi)的生產(chǎn)環(huán)境，廠區(qū)內(nèi)綠化主要用到樹、花、草坪、噴泉、水池。 廠區(qū)道路鋪設(shè)和綠化道路總面積為929m2，輔助生產(chǎn)區(qū)與生產(chǎn)區(qū)呈雙L并行布置，使輔助生產(chǎn)區(qū)與生產(chǎn)區(qū)有效連接，節(jié)約了管道、電線，減少了能量損失，使得控制與檢修機動靈活。 廠區(qū)生產(chǎn)、生活等輔助設(shè)施包括行政樓、職工食堂、活動室、停車場四個部分。設(shè)備檢修區(qū)：總面積85m2，對廠區(qū)各設(shè)施進行檢修，位于廠區(qū)的西北角落，有大門方便設(shè)備的運輸。公用工程：總面積80m2，主要是為廠區(qū)各裝置提供公用水、電、氣等，處在生產(chǎn)裝置和輔助設(shè)施中間，服務(wù)方便。分析化驗室：總面積60m2，對生產(chǎn)裝置中部分物料和產(chǎn)品甲醇進行分析化驗，所處位置靠近生產(chǎn)裝置和控制室，便于物料的采取和分析。 輔助生產(chǎn)裝置及公用工程其中包括七個部分，中心控制室、分析化驗室、空壓站、公用工程、配電室、設(shè)備檢修區(qū)、消防站。合成精制車間：總面積288 m2，主要是對來自解析工段CO2進行加氫合成甲醇，并對其通過雙塔精餾得最后高純度甲醇。CO2捕集車間：總面積288m2，主要是用MDEA對電廠煙氣的CO2進行捕集，集成的CO2輸送至甲醇合成車間。 分區(qū)說明 生產(chǎn)裝置珞璜電廠CCSamp。進行廠區(qū)的綠化和美化設(shè)計。對廠區(qū)生產(chǎn)、管理和生活的輔助用房等進行合理的布置設(shè)計，其中包括行政樓、職工食堂、停車場、設(shè)備檢修區(qū)等。廠內(nèi)配套設(shè)施齊全。 交通便利江津區(qū)珞璜電廠地處重慶市江津珞璜鎮(zhèn)，廠區(qū)依山傍水，濱臨長江貓兒峽中段，三峽庫區(qū)尾部，交通便捷，能源豐富，距重慶市中心36公里，省道106公路橫貫廠區(qū)，毗鄰年吞吐量500萬噸的華能珞璜港，距渝黔鐵路珞璜站2公里，水陸交通便利。 廠址選擇的優(yōu)勢敘述 原材料、動力豐富廠址選定在華能珞璜電廠附近，原料氣CO2來自電廠產(chǎn)生的煙道氣，以便充分利用其生成甲醇；MDEA原料富足；H2從旁邊區(qū)縣購得，用管道輸送，價廉方便。不僅減少環(huán)境污染，更適宜群眾居住，符合重慶市提出的宜居重慶的要求；而且CCSamp。U）技術(shù)，能有效減少CO2的排放，環(huán)境效益和經(jīng)濟效益顯著。 社會經(jīng)濟條件珞璜電廠作為國內(nèi)大型火力發(fā)電廠，其CO2排放量較大。渝黔高速公路、重慶外環(huán)高速公路（）、渝滇高速公路（境內(nèi)47千米）、210國道過境，江津長江公路大橋連接成渝高速公路。九江大道是繼成渝高速公路之后，又一次把江津與主城距離拉近的快速道路，江津的區(qū)位優(yōu)勢更加明顯。南部山區(qū)受地形影響，氣候的垂直變化明顯，地勢越高，氣溫越低，降水越多，冬季有雨雪天氣。除南部山區(qū)外。最高點在四面山蜈蚣壩，最低點是珞璜鎮(zhèn)中壩。地形以山地和丘陵為主，地勢南高北低，長江以北、以南地勢均向長江河谷地帶緩緩傾斜。東鄰巴南區(qū)、綦江縣，南靠貴州省習水縣，西依永川區(qū)、四川省合江縣，北接壁山縣。49′106176。28′29176。公司在中國首次引進了60萬千瓦“超臨界”發(fā)電機組；其擁有的華能大連電廠是國內(nèi)第一家獲得“一流火力發(fā)電廠”稱號的電廠；華能玉環(huán)電廠一號機組是國內(nèi)首臺投運的單機容量100萬千瓦的超超臨界燃煤機組；華能玉環(huán)電廠是國內(nèi)首座投入商業(yè)運行的國產(chǎn)百萬千瓦等級超超臨界火力發(fā)電廠；國內(nèi)第一個實現(xiàn)在紐約、香港、上海三地上市的發(fā)電公司；公司全員勞動生產(chǎn)率在國內(nèi)電力行業(yè)保持先進水平。 圖231 重慶華能珞璜電廠位置圖 華能珞璜電廠簡介華能國際電力股份有限公司成立于一九九四年六月三十日，公司及其附屬公司在中國全國范圍內(nèi)開發(fā)、建設(shè)和經(jīng)營管理大型發(fā)電廠，截至2007年6月30日全資擁有17家營運電廠、控股12家營運電力公司及參股5家營運電力公司，其發(fā)電廠設(shè)備先進，高效穩(wěn)定，且廣泛分布于中國12個省份和2個直轄市。使企業(yè)永遠充滿活力，在市場中充滿競爭力3 總圖運輸 設(shè)計依據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)定》（1999 年版）GB5016092《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB500162006《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》GB5018793《廠礦道路設(shè)計規(guī)范》GBJ2287《化工企業(yè)總圖運輸設(shè)計規(guī)范》HG/T206491998《總圖制圖標準》GB/T501032001《工業(yè)企業(yè)標準軌距鐵路設(shè)計規(guī)范》GBJ1287國家、行業(yè)的其它有關(guān)專業(yè)規(guī)范、標準和規(guī)定 設(shè)計任務(wù)工廠布置的基本任務(wù)是結(jié)合周圍環(huán)境確定生產(chǎn)過程中各設(shè)備的相對位置，并遵守我國有關(guān)的消防、安全、防火等規(guī)范，以獲得最合理的物料流動和人員流動路線，創(chuàng)造和諧的生產(chǎn)和工作環(huán)境。本廠以誠實守信、創(chuàng)新發(fā)展為核心文化，給員