亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        壓縮式熱泵回收CO2捕集解吸塔廢熱節(jié)能工藝研究

        2019-08-05 02:14:40陸詩建孟曉鋒高麗娟張會(huì)明曲宏偉趙東亞朱全民
        山東化工 2019年13期
        關(guān)鍵詞:系統(tǒng)

        陸詩建,孟曉鋒,高麗娟,張會(huì)明,曲宏偉,趙東亞,朱全民

        (1.中石化節(jié)能環(huán)保工程科技有限公司,山東 東營 257026;2.中國石油大學(xué)(華東),山東 青島 266580;3.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司純梁采油廠,山東 濱州 256504;4.冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司,山東 煙臺(tái) 264000)

        燃煤電廠煙道氣中CO2的分離與回收,目前廣泛采用的捕集方法是化學(xué)吸收法[1-3]。該法是利用CO2與有機(jī)胺發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng),吸收與解吸交替進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)二氧化碳從煙氣中的分離[4-6]。有機(jī)胺捕集CO2的流程如圖1所示。

        圖1 有機(jī)胺捕集CO2流程

        有機(jī)胺吸收法具有吸收速率高、溶劑易于制備,效果明顯,工藝成熟,在國內(nèi)外二氧化碳捕集工程中已獲得了應(yīng)用,建設(shè)了多個(gè)示范工程[7-10]。但該法也存在吸收劑能耗高、運(yùn)行成本高的問題。

        為解決能耗高的問題,一是開發(fā)低能耗吸收劑,二是研發(fā)各類節(jié)能工藝,充分回收利用捕集系統(tǒng)內(nèi)廢熱,實(shí)現(xiàn)再生能耗的降低[11-12]。目前國內(nèi)外開發(fā)了高效率換熱器、MVR熱泵、吸收式熱泵技術(shù)等節(jié)能工藝,降低能耗效果在20%以內(nèi)[13-15]。其中利用熱泵技術(shù)回收捕集廢熱獲得了學(xué)者關(guān)注,成為研究熱點(diǎn)。熱泵是消耗少量驅(qū)動(dòng)能源,將低品位熱源的熱能變?yōu)楦咂肺粺嵩吹难b置。壓縮式熱泵是通過電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械來驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)做功,使工質(zhì)在熱泵中循環(huán)流動(dòng)并發(fā)生相變,利用壓縮機(jī)做功與相變熱來達(dá)到制熱的目的。本文在常規(guī)有機(jī)胺吸收法的基礎(chǔ)上,采用壓縮式熱泵回收解吸塔頂氣體熱量,研究探討最佳節(jié)能指標(biāo)和工況參數(shù)。

        1 基礎(chǔ)參數(shù)與捕集系統(tǒng)模型

        燃煤電廠煙氣組分比較復(fù)雜,主要包括水蒸氣、CO2、硫化物、NOx以及固體顆粒等,本文主要模擬吸收-再生過程,故進(jìn)入捕集流程中的煙氣是經(jīng)過水洗塔脫硫脫硝后以及靜電除塵等處理的煙氣,主要成分為CO2、H2O、O2和N2。其具體參數(shù)如表1、表2所示。

        表1 燃煤電廠煙氣組分參數(shù)

        表2 貧液吸收劑參數(shù)

        結(jié)合燃煤電廠煙氣參數(shù),確定各單元模塊參數(shù),以此來進(jìn)行有機(jī)胺法捕集CO2流程吸收-再生過程模擬,各單元模塊參數(shù)見表3。

        表3 捕集系統(tǒng)單元模塊參數(shù)

        根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置及單元模塊選取,利用ASPEN PLUS軟件進(jìn)行了常規(guī)有機(jī)胺法捕集CO2工藝流程進(jìn)行了模型的建立,如圖2所示。

        圖2 常規(guī)有機(jī)胺法捕集CO2工藝流程模型

        2 壓縮式熱泵捕集CO2工藝流程模擬分析

        基于壓縮式熱泵的胺法捕集CO2工藝流程的建立主要是利用壓縮式熱泵來回收解吸塔塔頂氣體中水蒸汽的潛熱和顯熱,CO2的顯熱,然后將回收的這部分熱量用于提高富液溫度。解吸塔中主要進(jìn)行的CO2的再生,MEA溶液與CO2反應(yīng)為可逆反應(yīng),富液在解吸塔中吸熱釋放CO2,從而實(shí)現(xiàn)CO2的再生。潛熱與顯熱公式如式(1)、(2)所示。

        Q港=m·ΔH

        (1)

        Q顯=cp·Δt

        (2)

        式中,m為物質(zhì)的質(zhì)量,kg;ΔH為物質(zhì)的蒸發(fā)焓(汽化熱),kJ/kg;cp為物質(zhì)的比熱,kJ/(kg·℃)

        壓縮式熱泵主要部件包括:蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流閥和壓縮機(jī),具體模塊選取及參數(shù)設(shè)定如表4所示。

        表4 設(shè)備參數(shù)

        制冷劑參數(shù):制冷劑流量M=100 t/h。

        根據(jù)以上參數(shù)設(shè)置及前文單元模塊選取,利用ASPEN PLUS軟件進(jìn)行了基于壓縮式熱泵的胺法捕集CO2工藝流程進(jìn)行了模型的建立,如圖3所示。

        圖3 基于壓縮式熱泵的胺法捕集CO2流程模型

        3 系統(tǒng)再生能耗分析

        該模型主要研究的是富液進(jìn)解吸塔溫度、解吸塔塔底壓力對(duì)系統(tǒng)再生能耗及再沸器負(fù)荷、貧富液換熱器負(fù)荷的影響,具體參數(shù)變化范圍如表5所示。

        表5 系統(tǒng)再生能耗的影響因素?cái)?shù)據(jù)

        將壓縮式熱泵系統(tǒng)添加到常規(guī)有機(jī)胺捕集CO2流程中,可以得到如圖3所示的捕集系統(tǒng)模型,對(duì)該流程進(jìn)行分析可以得到結(jié)果如表6所示。

        表6 關(guān)鍵物流參數(shù)

        經(jīng)模擬計(jì)算,常規(guī)有機(jī)胺捕集CO2流程的系統(tǒng)再生能耗為4.306 GJ/tCO2;本文將壓縮式熱泵引入到常規(guī)有機(jī)胺捕集CO2流程流程中系統(tǒng)再生能耗為3.651 GJ/tCO2,降低系統(tǒng)再生能耗15.21%。對(duì)影響系統(tǒng)再生能耗的影響因素進(jìn)行具體的分析:

        3.1 解吸塔塔底壓力

        將壓縮式熱泵應(yīng)用到捕集流程中,雖很好的實(shí)現(xiàn)了將解吸塔塔頂氣體中的余熱回收再利用,但為保證90%的捕集率,99%的純度,常規(guī)有機(jī)胺法捕集CO2流程中的解吸塔塔底壓力已不能滿足要求,需相應(yīng)提高解吸塔塔底壓力,本文研究解吸塔塔底壓力在130~180 kPa時(shí),解吸塔塔底壓力對(duì)系統(tǒng)再生能耗的影響。

        圖4為不同解吸塔塔底壓力條件下解吸塔塔板處溫度曲線,從圖中可以看出,在解吸塔塔底壓力在130~180 kPa變化時(shí)塔板處溫度均小于125℃(溫度高于125℃時(shí)MEA吸收劑會(huì)發(fā)生熱降解),且隨著解吸塔塔板數(shù)不斷增加,塔板處的溫度也不斷升高,這主要是因?yàn)樗鍞?shù)越高越靠近再沸器,加熱后的蒸汽再次返回解吸塔中有利于解吸反應(yīng)的進(jìn)行,液體由塔底排出。

        圖4 解吸塔內(nèi)塔板溫度隨塔板數(shù)變化曲線

        圖5 解吸塔塔底壓力對(duì)各參數(shù)影響變化曲線

        Fig.5 The variation curve of desorption tower bottom pressure on various parameters

        圖5為解吸塔塔底壓力對(duì)各參數(shù)影響變化曲線,從圖5(a)中可以看出,隨著解吸塔塔底壓力的增大,貧液CO2負(fù)載率呈上升趨勢(shì);由圖5(b)可知,隨著解吸塔塔底壓力的升高,系統(tǒng)再生能耗呈不斷下降的趨勢(shì),且下降趨勢(shì)逐漸減緩,造成這種現(xiàn)象的原因是當(dāng)貧液CO2負(fù)載率較大時(shí),解吸塔底再沸器所提供的熱量主要用來加熱大量的循環(huán)工質(zhì),富液的再生度較低,故系統(tǒng)再生能耗值較小。當(dāng)解吸塔塔底壓力為140 kPa時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn),此后系統(tǒng)再生能耗降低速度逐漸減緩,雖然當(dāng)解吸塔塔底壓力為180 kPa時(shí),系統(tǒng)再生能耗最低,但是解吸塔壓力并不是越大越好,一方面解吸塔塔底壓力的提升需要增加設(shè)備的承壓能力,另一方面隨著解吸塔溫度和壓力的升高,溶劑的降解速率也會(huì)增加,吸收液會(huì)大量損耗,同時(shí)也會(huì)會(huì)加劇腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生,造成設(shè)備投資增加,因此再生塔塔底壓力選擇為140 kPa,此時(shí)系統(tǒng)再生能耗為3.664 GJ/tCO2,再生能耗降低12.85%,即再生能耗可從原有4.204 GJ/tCO2降至3.664 GJ/tCO2,對(duì)每噸CO2節(jié)能值為0.54 GJ。

        3.2 富液進(jìn)解吸塔溫度

        圖6 富液進(jìn)解吸塔溫度對(duì)各參數(shù)影響變化曲線

        Fig.6 The variation curves of the temperature of the entry desorption tower with rich liquid influencing on various parameters

        圖6為富液進(jìn)解吸塔溫度對(duì)各參數(shù)影響變化曲線,從圖6(a)中可以看出,隨著進(jìn)解吸塔富液溫度的升高系統(tǒng)再生能耗呈下降趨勢(shì),這主要是因?yàn)殡S著富液進(jìn)塔溫度的升高,解吸塔內(nèi)溫度逐漸升高(如圖6(c)所示),更有利于解吸反應(yīng)的進(jìn)行,貧液負(fù)載逐漸減小(如圖6(b)所示),故隨著進(jìn)解吸塔富液溫度的升高,所需再沸器提供的能耗逐漸減少(如圖6(a)所示)。由于本次模擬事先對(duì)CO2捕集率做了規(guī)定,在煙氣流量不變的情況下,捕集到的CO2流量基本變化不大,故系統(tǒng)再生能耗與再沸器負(fù)荷隨解吸塔塔頂壓力變化基本趨勢(shì)一致。當(dāng)進(jìn)塔溫度為120℃時(shí),系統(tǒng)再生能耗最低,為3.651 GJ/tCO2,再生能耗降低13.15%,即再生能耗可從原有4.204GJ/tCO2降至3.651GJ/tCO2,對(duì)每噸CO2節(jié)能值為0.553GJ,此為理論模擬計(jì)算值,實(shí)際能耗降低值以運(yùn)行數(shù)據(jù)為準(zhǔn)。

        4 結(jié)論

        本文介紹了壓縮式熱泵節(jié)能技術(shù)以及基于壓縮式熱泵技術(shù)的有機(jī)胺法捕集CO2工藝流程,并利用ASPEN PLUS軟件進(jìn)行了模擬優(yōu)化,得到以下結(jié)論:

        (1)在基于壓縮式熱泵技術(shù)的有機(jī)胺法捕集CO2流程模擬分析中,通過改變解吸塔塔底壓力、進(jìn)解吸塔富液溫度等參數(shù)來降低系統(tǒng)再生能耗。

        (2)隨著進(jìn)解吸塔富液溫度的升高,解吸反應(yīng)進(jìn)行的越徹底,系統(tǒng)再生能耗、再沸器負(fù)荷與貧液CO2負(fù)載均呈逐漸降低趨勢(shì),但進(jìn)解吸塔富液溫度越高,解吸塔每層塔板處溫度越高,當(dāng)進(jìn)塔溫度為120℃時(shí),系統(tǒng)再生能耗最低,為3.664 GJ/tCO2。

        (3)隨著解吸塔塔底壓力的升高,系統(tǒng)再生能耗與再沸器負(fù)荷均呈逐漸降低趨勢(shì),貧液CO2負(fù)載呈上升趨勢(shì),為減少吸收液損耗及投資成本當(dāng)解吸塔壓力為140 kPa時(shí)最合適,此時(shí)系統(tǒng)再生能耗值為3.651 GJ/tCO2,降低系統(tǒng)再生能耗13.15%。

        猜你喜歡
        系統(tǒng)
        Smartflower POP 一體式光伏系統(tǒng)
        WJ-700無人機(jī)系統(tǒng)
        ZC系列無人機(jī)遙感系統(tǒng)
        基于PowerPC+FPGA顯示系統(tǒng)
        基于UG的發(fā)射箱自動(dòng)化虛擬裝配系統(tǒng)開發(fā)
        半沸制皂系統(tǒng)(下)
        FAO系統(tǒng)特有功能分析及互聯(lián)互通探討
        連通與提升系統(tǒng)的最后一塊拼圖 Audiolab 傲立 M-DAC mini
        一德系統(tǒng) 德行天下
        PLC在多段調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用
        国产日韩精品视频一区二区三区| 欧美成人aaa片一区国产精品| 又爽又黄又无遮挡网站| 四虎影视免费永久在线观看| 久久久久久国产精品美女| 精品手机在线视频| 在线免费观看视频播放| 99久久精品人妻一区二区三区 | 免费人成视频网站网址| 一本色道久久综合狠狠躁篇| 成人免费看片又大又黄| 亚洲日韩欧美一区二区三区| 国产aⅴ天堂亚洲国产av| 日本韩国黄色三级三级| 日韩国产自拍成人在线| 熟女人妻一区二区三区| 久久国语露脸国产精品电影| 啦啦啦中文在线观看日本| 国产内射999视频一区| 日韩第四页| 亚洲中文字幕高清乱码毛片| 亚洲第一区二区精品三区在线| 蜜桃视频在线免费观看| 午夜精品久久久久久久99老熟妇 | 一本久久伊人热热精品中文字幕| 最新国产av无码专区亚洲| 亚洲国产麻豆综合一区| 亚洲色图在线视频免费观看| av人妻在线一区二区三区| av素人中文字幕在线观看| 亚洲精品v欧洲精品v日韩精品| 四川丰满少妇被弄到高潮| 无码人妻少妇久久中文字幕蜜桃| 国产精品自在在线午夜出白浆| 中文字幕在线亚洲精品一区| 中文有码亚洲制服av片| 国产好大好硬好爽免费不卡| 亚洲熟妇少妇任你躁在线观看 | 在线播放av不卡国产日韩| 强奷乱码中文字幕| 一级片久久|