膜吸收去除二氧化碳技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)發(fā)電廠主要是燃煤發(fā)電,煤炭的燃燒使發(fā)電廠廢氣中含有大量的二氧化碳(CO2),占工業(yè)CO2 總排放量的30%左右,造成了嚴(yán)重的大氣污染和溫室效應(yīng)。燃煤電廠中二氧化碳的處理已成為目前急需解決的問題,因此燃煤電廠廢氣中二氧化碳的捕集成為目前的研究熱點(diǎn)之一。燃煤電廠尾氣脫CO2 理論上有吸收分離法、吸附法、膜分離法、膜基吸收法和低溫蒸餾法等。國(guó)際能源署在上世紀(jì)90 年代對(duì)上述幾種脫CO2 法的調(diào)查研究表明,對(duì)煙道氣脫CO2 較有前途的是“膜基氣體吸收法”。膜吸收技術(shù)是膜技術(shù)與氣體吸收技術(shù)相結(jié)合的膜過程,通常使用疏水微孔中空纖維膜將氣體與吸收液隔開。用于分隔氣液兩相的疏水微孔膜的可用材料廣泛,可以為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯等。利用膜吸收技術(shù)捕集CO2 與傳統(tǒng)的吸收塔相比,膜吸收可以對(duì)氣、液兩相流速寬范圍獨(dú)立控制,而且氣液接觸面大,能耗低,避免了液泛、霧沫夾帶、溝流、鼓泡等現(xiàn)象發(fā)生。另外,膜吸收技術(shù)更有利于燃煤電廠尾氣中CO2 的回收后再次利用,利用膜吸收技術(shù)回收的CO2 純度高,可達(dá)到95%以上,可應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等行業(yè),為社會(huì)創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。 本技術(shù)以疏水中空纖維膜為氣液兩相間分隔界面,其較強(qiáng)的疏水性能可以防止液相的泄漏,另外所用膜材料能耐受強(qiáng)酸強(qiáng)堿的長(zhǎng)期腐蝕,給膜吸收設(shè)備提供了更長(zhǎng)的使用壽命。而所采用的中空纖維膜組件還具有氣液接觸面積大、設(shè)備體積小等優(yōu)點(diǎn)。以MEA、MDEA 等醇胺溶液為吸收劑,膜解吸過程相對(duì)簡(jiǎn)單,與傳統(tǒng)的方法相比具有設(shè)備投資低、分離效率高、使用周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),是具有廣大前景并值得推廣的技術(shù)。 技術(shù)指標(biāo):所用吸收劑:MEA、DEA 等醇胺類吸收劑;處理前CO2 含量≤10%;處理后CO2 含量≤0.3%;去除能力:99%;吸收劑回用方式:加熱解吸循環(huán);吸收劑熱解吸溫度:60~80℃;裝置使用壽命1~2 年。應(yīng)用范圍:可廣泛應(yīng)用于燃煤發(fā)電廠尾氣中CO2 的回收處理、煙道氣處理及相關(guān)領(lǐng)域。市場(chǎng)分析膜吸收法捕集CO2 技術(shù)能耗低,占地面積小,在操作上存在很大的優(yōu)勢(shì);另外,吸收CO2的吸收劑可經(jīng)過加熱等方法進(jìn)行循環(huán)利用,捕集的CO2 濃度較高,市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊。效益分析:本技術(shù)設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、操作成本低,與傳統(tǒng)技術(shù)相比能耗大大降低,而且回收的CO2純度較高,經(jīng)過凈化之后可再次應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè),具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
北京化工大學(xué)
2021-02-01