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1、热电厂烟道气二氧化碳回收【摘要】目前我国是C02排放第一大国，占世界二氧化碳总排放量的24.4%, 化石燃料产生的废气必须进行控制。化学吸收法是目前技术最成熟、应用范围最广 的脱碳工艺，常用的吸收剂是MEA，MEA法的缺点是再生能耗高、腐蚀性强、易 降解等，导致化学吸收法的成本偏高。氨水法脱碳技术具有能耗低的特点，成为新 兴的CO2减排方法研究热点。期刊名称】 黑龙江科技信息年(卷),期】 2015(000)027【总页数】1页(P93-93)【关键词】 二氧化碳;节能降耗;氨水法脱碳【作 者】 朱金涛【作者单位】 河北浅海石化集团有限公司，河北黄骅 061100【正文语种】 中文热电厂烟道气
2、二氧化碳1.1 生产无机化工产品二氧化碳生产的物价化工产品：Na2CO3、NaHC03、CaC03、K2CO3、BaC03、白炭黑、硼砂等，在工业生产中有广泛应用。1.2 生产有机化工产品1.2.1 合成甲醇二氧化碳加氢制甲醇的反应方程式2 : CO2+3H2-CH3OH + H2O,此反应是体 积减小的放热反应，适当提高反应温度，提高合成甲醇的速率3，目前采用的反 应条件为：温度为220280C,压力为2.03.0MPa。1.2.2 合成二甲醚二氧化碳加氢合成二甲醚的反应方程式：CO2+3H2-CH3OH + H2O, 2CH3OHfCH3OCH3 + H2O,CO2 + H2fCO+H2O
3、,总反应式为 2CO2+6H2-CH3OCH3 + 3H2O。总反应是体积减小的反应，脱除生成物水，有 利于二甲醚的生成。1.2.3 合成烃类合成甲烷的反应方程式：CO2+4H2-CH4+2H2O ；合成低碳烃的反应方程式：CO2+2CH4fC2H6+CO+H2O,2CO2+2CH4fC2H4+2CO+2H2O。1.2.4 制合成气二氧化碳在Cu/SiO2催化剂上加氢还原为一氧化碳，反应方程式：CO2 + H2fCO+H2O,氧化碳的产率为60%，加入10%Ni的Cu-Ni催化剂， 反应速率加倍。1.2.4合成酯和羧酸合成碳酸二甲酯的反应方程式：2CH3OH+CO2-（CH3O） 2CO+H2
4、O。在温度0 800C和压力01MPa内反应的吉布斯自由能均为正值，从热力学上看此反 应不可行。选用适当的催化剂：（1）金属烷氧基化合物 Bu2Sn（OCH3）2；（2） 碱盐催化法K2CO3 ;（3 ）镁粉催化法；（4）氧化锆催化法。在高温高压下，合 成碳酸二甲酯。1.2.5 甲酸及其衍生物在超临界状态下，加入三甲基膦系催化剂，CO2和H2合成甲酸。1.3 合成有机高分子化合物利用二氧化碳和其它有机物合成聚碳酸酯、聚脲、聚氨基甲酸脂、聚酮、聚醚、聚 酮醚酯、液晶聚合物、可降解塑料等。1.4 其他领域的应用 二氧化碳还有许多其他的用途，例如：碳酸饮料、气体保护焊、三采（驱油）、食品 加工、烟丝
5、膨化剂、炼钢吹炼气、植物气肥、中草药和昂贵食品超临界萃取剂、食 品保鲜剂、生产泡沫板材、抑爆充加剂、模具清洗剂等。2.1 化学吸收法化学吸收法依据溶剂的不同可分为 5 类：烷基醇胺溶液法；热钾碱溶液法；联合法工艺；Sulfinol法；氨水法。烷基醇胺溶液法的原理是弱碱（胺）和弱酸（H2CO3 ）反应生成一种溶于水的盐， RNH2 + H2O+CO2-RNH3HCO3。反应随温度的变化可逆，在38C以下形成盐， 二氧化碳被吸收。在高于110C时，二氧化碳被解吸。MEA（乙醇胺）法是最早工 业化得方法之一。由于MEA腐蚀性强，早期的MEA装置使用的MEA含量小于 20% , 1975年联碳公司开发
6、了 Amine Guard防腐剂，MEA含量可以提高到30% 左右。目前MEA法较落后，新的溶剂逐渐替代MEA。热钾碱溶液法的原理是利 用热（90 110C ）的高浓度碳酸钾溶液在加压下吸收二氧化碳，生成碳酸氢钾， 在减压下解吸二氧化碳再生成碳酸钾，循环使用。为了加快二氧化碳的吸收和解吸 速率，在溶液中加入活化剂，如三氧化二砷（G-V法）、氨基乙酸（NH2CH2COOH,无毒G-V法）、乙二醇胺（苯菲尔法）、二乙醇三胺（催化热 钾碱法）、空间位阻胺（空间位阻胺工艺）。联合工艺法：苯菲尔溶液-DEA联合 法、G-V 法/MEA联合法。Sulfinol法的原理：利用环丁砜-乙醇胺作吸收剂，环 丁砜
7、不仅提高吸收二氧化碳的能力，大大降低了设备的腐蚀和解吸二氧化碳所用的 蒸汽量。与乙醇胺法相比，二氧化碳吸收能力增大一倍，蒸汽消耗量减小2/3。 氨水还可以同时脱除烟道气中氮氧化合物、硫化物，实现多污染物控制。2.2 化学吸收剂化学吸收法所用的吸收剂可分为三类：第一类是无机盐类，第二类是醇胺类，第三 类新型离子液体。2.2.1 无机盐吸收剂最早人们使用热碳酸钾、氨水和强碱。碳酸钾水溶液吸收二氧化碳气体生成碳酸氢 钾，这个反应是逆反应，利用此原理吸收和分离二氧化碳，但此反应吸收能力有限， 再生温度高，且有腐蚀性，因此人们添加其他活性剂来改良此方法。如本菲尔德法、砷-碱法、卡苏尔法和改良热碳酸钾法，
8、加入了 DEA、V2O5及As2O3，增加了吸收能力和抗腐蚀能力，降低了再生能耗。氨水溶液显碱性，能较好吸收二氧化碳，缺点是腐蚀性强，易挥发。副产物碳酸氢铵是农业上广泛应用的氮肥。有些电厂用 此方法回收烟道气中二氧化碳，获得双重收益。强碱包括苛性钠和苛性钾，由于碱性很强，吸收二氧化碳的能力高，同时不易再生， 对设备腐蚀严重，不利于规模化应用。2.2.2 有机胺吸收剂目前工业上广泛应用的二氧化碳有机胺吸收剂，主要分为两类：醇胺和多氮有机胺。 此类吸收剂吸收效率高，再生能力强，同时存在腐蚀性强、易降解等问题。常规醇胺有：伯胺：一乙醇胺(MEA)、二甘醇胺(DGA)；仲胺：二乙醇胺(DEA)、 二异
9、丙醇胺(DIPA)；叔胺：三乙醇胺(TEA)、N-甲级-二乙醇胺(MDEA)。常规醇胺吸收二氧化碳机理如下：伯胺和仲胺与二氧化碳反应生成氨基甲酸盐，受热后释放二氧化碳。空间位阻胺：如2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP),位阻胺因与氮原子相连接的碳原子带有支链，以AMP为例，反应机理与伯胺、仲胺类似，反应机理如下：多原子氮有机胺:为了寻找性能优异的二氧化碳吸收剂，经过实验研究发现，结构中含有多原子氮的有机胺具有较高的吸收负荷。如盖群英等选择羟乙基乙二胺(AEE)作为吸收剂，研究表明AEE中的胺基比MEA中的胺基吸收二氧化碳的能力 强，AEE比MEA解吸能力差。同浓度下再生后的AEE比再生后的MEA吸收二氧 化碳能力强。AEE包括两个胺基，使得它与MEA相比更有利于吸收和解吸二氧化 碳。
