低能耗二氧化碳捕集技術(shù)
一、碳捕集的技術(shù)介紹
燃燒后脫碳技術(shù)可以分為物理吸收法、化學吸收法、膜分離法、低溫蒸餾法、吸附法等,其中最常用的是化學吸收法。對于中等或較低二氧化碳分壓的場景通常選用化學吸收法,該方法具有技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定、選擇性高、應(yīng)用廣泛、溶劑可再生、反應(yīng)速度快、氣體回收純度高等優(yōu)點。
二、公司技術(shù)介紹
2.1按規(guī)模大小分類:
1)F系列撬裝—小規(guī)模
2)P系列工程現(xiàn)場大型項目—大規(guī)模工業(yè)化
2.2公司業(yè)務(wù)范圍:包括工藝包設(shè)計、技術(shù)服務(wù)、設(shè)備撬裝和設(shè)備研發(fā)制造、高效藥劑和材料等。
2.3部分項目業(yè)績:公司以CCUS團隊為班底、聯(lián)合其他專業(yè)精兵已完成10萬噸/年碳捕集工藝包一項,工藝包設(shè)計指標先進。完成200標方和千噸級碳捕集設(shè)備供貨項目共4套,已投產(chǎn)項目運行良好,主要技術(shù)指標處于國內(nèi)領(lǐng)先水平,是我公司在二氧化碳捕集領(lǐng)域的又一次突破,為我國能源行業(yè)的綠色低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展貢獻力量。
三、化學吸收法的重點介紹
3.1流程:
上游裝置來的低濃度CO?氣體,經(jīng)過預處理后,從吸收塔底部進入。在吸收塔內(nèi)與吸收劑發(fā)生反應(yīng)后,富液由塔底排出進入分相器分為富相液和貧相液。其中的富相液有兩個去向,大部分的富相液經(jīng)貧液/富液換熱器及氣液換熱器換熱后升溫,然后進入解吸塔受熱分解釋放CO?,經(jīng)冷凝分離CO?,壓縮后作為CO?產(chǎn)品。少部分富相液與解吸塔頂?shù)睦淠亓饕夯旌虾髲慕馕斶M入。解吸塔底排出的貧液經(jīng)貧液/富液換熱器及貧液冷卻器換熱后降溫,然后進入貧液罐,貧液罐的胺液進入吸收塔循環(huán)吸收CO?。
3.2節(jié)能降耗的設(shè)計:
級間冷卻:級間冷卻是從吸收塔高溫段抽取吸收液,經(jīng)循環(huán)水冷卻到一定溫度再送回吸收塔以降低吸收塔整體溫度,一定程度上可提升吸收液的捕集能力。
貧富分相:相變吸收劑在吸收CO?前為均相溶劑,隨著吸收過程中 CO?吸收載荷變化形成兩相溶液,兩相溶液在分相裝置中分相,分相后的貧相返回吸收塔,僅有富相被送往再生塔再生,再生能耗可大幅降低。
富液分流:吸收了CO?的富液中的大部分進入貧富液換熱器后再進入解吸塔,少部分與解吸塔頂蒸汽直接接觸換熱后進入解吸塔,這樣不僅減少了解吸塔頂蒸汽冷卻水用量而且降低了系統(tǒng)再生能耗。
閃蒸壓縮(MVR):高溫胺液進入低壓罐進行閃蒸出的二次蒸汽經(jīng)壓縮機壓縮為過熱蒸汽,閃蒸出的二次蒸汽可替代部分新鮮蒸汽,從而實現(xiàn)再生能耗的降低。
富液預加熱:解吸塔頂蒸汽潛熱可以預熱部分富液達到較高進料溫度,進而降低了系統(tǒng)的再生能耗。
3.3吸收劑介紹:
相比于傳統(tǒng)有機胺或醇胺溶劑,我公司的混合胺吸收劑及相變型吸收劑具備高吸收容量、高反應(yīng)速率、低再生熱耗、低溶劑損失和低腐蝕性等優(yōu)點。其中的相變吸收劑吸收完CO?之后能夠產(chǎn)生富相和貧相的分相,僅需將富相送去貧富液換熱器和解吸塔,貧相與再生后的貧液混合,經(jīng)冷卻后進入吸收塔循環(huán)吸收CO?。只需加熱富相即可實現(xiàn)吸收劑再生,從而避免了傳統(tǒng)均相吸收劑再生過程中因為加熱水分所需大量汽化熱,大大降低再生熱耗。
不同組分的胺在一定配比、吸收溫度(30℃~50℃)、特定CO?吸收負荷范圍時形成分相。下層的富相體積占比為60%~70%,大部分的CO?富集在下層富相,解吸塔內(nèi)富液循環(huán)量可減少30%~40%,解吸能耗降低。吸收劑中主要包括了主吸收劑、分相劑和活性劑,其中主吸收劑具有吸收速率快的特點;分相劑可以使吸收了CO?的富液分相,同時分相劑具有吸收容量大的特點;活化劑可以促進整個過程的CO?吸收。運行過程中相變吸收劑的分相與CO?負荷、吸收劑濃度和胺液溫度等有關(guān),太低CO?負荷和太高CO?負荷都不會分相,太低吸收劑濃度也不會分相,太低的胺液溫度則會導致分相不明顯。
3.4針對界位識別的創(chuàng)新設(shè)計:
針對分相器內(nèi)貧富相分相界位的識別問題,傳統(tǒng)的檢測方法包括接觸式傳感器(如浮球傳感器)、界位計、非接觸式激光或超聲波檢測等均不能滿足對于分相液位的識別需求,美斯頓致力于開發(fā)針對環(huán)保處理行業(yè)的 IoT(物聯(lián)網(wǎng))技術(shù),提供一種基于AI視覺的非接觸式界位分相檢測系統(tǒng)即機器眼InteligentEye,該機器眼產(chǎn)品通過深度學習模型實現(xiàn)多場景下的自適應(yīng)界位識別,并引入硬件聯(lián)動系統(tǒng),實現(xiàn)報警和控制動作,實現(xiàn)對不同胺液體系分相界面的高精度、實時檢測及預警處理。促進傳統(tǒng)工業(yè)的運營和維護流程向數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
美斯頓機器眼InteligentEye-界位識別裝置由成像單元、補光單元組成感知層硬件設(shè)備矩陣,以機器視覺控制柜進行界位圖像識別、數(shù)據(jù)上報等操作,整體采用有源供電、可實現(xiàn)界位高度實時監(jiān)測,秒級刷新,自動上報。
網(wǎng)絡(luò)拓撲圖
分相識別圖
3.5公司技術(shù)優(yōu)勢:
?、俣ㄖ苹腃O?凈化度:根據(jù)工藝指標需要控制 CO?凈化度,我公司CO?捕集率高達95%;
②吸收容量大:我公司化學吸收劑的 CO?吸收容量為1.4~3mol/kg吸收劑溶液;
?、墼偕鸁崮芎牡停河捎谖夜久撎既芤旱奈杖萘看?,同等處理氣量下,再生熱能耗降低,每噸CO?在2.0~2.4GJ。
?、苋軇p失少:我公司脫碳溶劑的蒸氣分壓低,氣體經(jīng)冷卻分離后夾帶量較少。
?、菸夜净瘜W吸收劑腐蝕性低,設(shè)備可以長周期運行,可以降低設(shè)備材質(zhì)要求從而降低設(shè)備成本。
?、薏捎没贏I視覺的非接觸式界位分相檢測方式,與傳統(tǒng)的檢測方法相比,檢測精度高,響應(yīng)時間快,技術(shù)水平高。
3.6碳捕集技術(shù)專利
CO?捕集技術(shù)、吸收劑、催化劑及裝置部分專利展示
四、設(shè)備制造:
集團旗下的美斯頓(江蘇)技術(shù)有限公司于2020年起致力于環(huán)保治理。美斯頓(江蘇)是以生產(chǎn)環(huán)保設(shè)備為主的通用設(shè)備制造廠家,生產(chǎn)車間占地約 4000平方米,擁有專業(yè)的技術(shù)管理團隊以及高效的生產(chǎn)制造團隊,為中國的工業(yè)企業(yè)提供快捷、高效、權(quán)威的高質(zhì)量設(shè)備及服務(wù)。