吸收劑碳捕集性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)室自主設(shè)計(jì)，主要由吸收塔、解吸塔、流量控制單元、溫度控制單元、氣體分析單元、電能測(cè)量單元等組成，其中塔內(nèi)均安裝15節(jié)高為100mm的CY-700陶瓷規(guī)整填料，材料參數(shù)由填料公司提供(見(jiàn)表1)。裝置中容器和管路的材質(zhì)為316I不銹鋼，陶瓷十字環(huán)填料塔外壁均安裝保溫層來(lái)減少熱損失。該系統(tǒng)使用遠(yuǎn)程PLC終端控制，能實(shí)時(shí)檢測(cè)工藝流程及參數(shù)。表2是主要的設(shè)備規(guī)格和操作條件。

       為該評(píng)價(jià)裝置的工藝流程示意圖。N和COz混合氣模擬經(jīng)過(guò)脫硫、脫硝后的電廠煙道氣，流量由質(zhì)量流量計(jì)控制(Nz:0-10L/min,COz0-5I丫min，在緩沖罐混合后經(jīng)CO2紅外分析儀(UXH-3011N,量程0-2000，測(cè)定濃度，加熱到一定溫度后進(jìn)人吸收塔底部。原料儲(chǔ)罐的吸收劑由變頻泵控制一定液體流量，經(jīng)預(yù)熱器后進(jìn)人吸收塔頂部。塔內(nèi)上升的混合氣與潤(rùn)濕填料的吸收劑逆流接觸傳質(zhì)，大部分cot由氣相轉(zhuǎn)移到液相中。離開(kāi)塔頂?shù)奈矚饨?jīng)深冷和氣液分離器后，采用cot分析儀(量程0一2000)檢測(cè)濃度，測(cè)量流量后排出系統(tǒng)。吸收coz后的富液由塔底經(jīng)泵控制排出，預(yù)熱到一定溫度后進(jìn)人解吸塔頂部。再生塔塔釜采用電加熱的方式提供熱量，電能消耗由智能電力監(jiān)控表(SMT08E-M3，精度:0.001kW"h，計(jì)量，富液在塔內(nèi)高溫再生釋放出COzo再生后的溶液經(jīng)冷凝器降溫后泵人吸收劑儲(chǔ)罐，塔頂氣相經(jīng)冷凝冷卻后，冷凝液回流至塔內(nèi)，氣體經(jīng)深冷后由Lz分析儀(量程0-1000o)測(cè)定Lz濃度和流量后排出系統(tǒng)。圖2流程圖中標(biāo)記了主要的液體取樣點(diǎn)(A關(guān)S關(guān))和系統(tǒng)測(cè)溫點(diǎn)(T關(guān))。

       在逆流接觸的陶瓷十字環(huán)填料塔中任意橫截面取dL的微元高度，采用氣相濃度差為推動(dòng)力的總傳質(zhì)速率方程，由物料平衡關(guān)系式轉(zhuǎn)換后可得:混合氣中惰性氣體(N)的摩爾分?jǐn)?shù)基本維持在80%以上，假設(shè)在吸收過(guò)程中總流量沿塔高的變化很小，且吸收劑含量充足，可認(rèn)為總體積傳質(zhì)系數(shù)(K;u)不發(fā)生顯著變化。MEA吸收COz為快速反應(yīng)，根據(jù)該體系的氣液平衡文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，沿塔液相主體相平衡的氣相COz濃度(體積分?jǐn)?shù)，下同)y與氣相主體濃度，相比可近似忽略，積分整理后得到式中:G，是惰性氣體流量，kmol/(mz·h>;K是氣相總傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(mz·h"kPa>;P是系統(tǒng)壓力，kPa;u是有效氣液界面面積，m2/ms;Y是與液相平衡的氣相摩爾分?jǐn)?shù);L是陶瓷十字環(huán)填料塔有效高度，m。再生能耗(Q)定義為在一定再生條件下富液釋放出單位質(zhì)量COz所需的熱量，單位為MJ/kg。實(shí)驗(yàn)中根據(jù)系統(tǒng)在一段穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的解吸塔釜耗電總量W(kW"h>與COz解吸總質(zhì)量m(kg)的比值作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，其中電熱轉(zhuǎn)換系數(shù)按100%計(jì)算。http://m.dtydswlm.com/