书签 分享 收藏 举报 版权申诉 / 18

CO2捕集及分离方法研究终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文).doc

  • 上传人:奥****文
  • 文档编号:155651
  • 上传时间:2022-08-03
  • 格式:DOC
  • 页数:18
  • 大小:92.45KB
  • 配套讲稿:

    如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。

    特殊限制:

    部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。

    关 键  词:
    CO2捕集及分离方法研究终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 计(论文) co2 分离 方法 法子 研究 钻研 中国石油 大学 北京 现代远程教育 论文
    资源描述:

    《CO2捕集及分离方法研究终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文).doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CO2捕集及分离方法研究终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文).doc(18页珍藏版)》请在兔兜文库上搜索。

    1、 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文)CO2捕集及分离方法研究姓 名: 学 号: 性 别: 专 业: 化学工程与工艺年 级: 学习中心: 指导教师: 2022年7月31日中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)CO2捕集及分离方法研究摘 要现代社会的经济高速发展,人口基数不断增加,生产生活中产生的二氧化碳排放是造成全球气候变暖、温室效应的主要原因,国内与国外对社会环境、大气环境的要求越来越高,而二氧化碳是重要的温室气体,如何将二氧化碳从混合气体中捕集分离出来,并加以合理利用,是消除温室效应,对油气田企业创造更到的经济价值,减缓全球气候变暖的重要举措。目前国内外提出了很。

    2、多二氧化碳捕集分离方法,不同的技术有不同的运作机理有优缺点,本文通过文献查阅对现在常用的二氧化碳捕集分离方法进行综合阐述,介绍分析各种分离技术的机理、发展现状、分离效果和及其优缺点,探讨目前研究领域存在的问题,为以后的二氧化碳捕集分离技术的进一步发展奠定基础。关键词:存在现状;捕集方法;分离技术;行业应用2中国石油大学(北京)现代远程教育毕业设计(论文)目 录第一章 前 言31.1 二氧化碳存在的现状31.2 二氧化碳捕集与分离的重要性4第二章 CO2捕集方法52.1 燃烧前后的脱碳52.2 富氧燃烧方法52.3 化学链燃烧方法5第三章 CO2分离技术73.1 吸附法73.2 吸收法83.3 。

    3、水合物分离法83.4 膜分离法93.5 冷凝法10第四章 CO2捕集封存的流程124.1 二氧化碳捕集124.2 二氧化碳运输124.3 二氧化碳利用124.4 二氧化碳封存12第五章 结 论14参考文献15致 谢16第一章 前 言1.1 二氧化碳存在的现状二氧化碳是酸性氧化物,隶属于无机物的种类,具有酸性氧化物的特性,具有不可燃、不支持燃烧、低浓度时无毒性、高浓度昏迷可能失去生命特征等特性。二氧化碳制取可以通过高温煅烧石灰石获得,另一种方式是石灰石和稀盐酸产生化学反应制得,应用领域比较广泛,固态二氧化碳可以用于食品的冷冻,液态二氧化碳在粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、。

    4、真空冷阱等作致冷剂来降低温度,气态的二氧化碳在制造碳酸饮料、水处理工艺的pH控制、杀菌气的稀释剂和作均相反应的溶剂等,超临界状态的二氧化碳可以用作溶解非极性、非离子型和低分子量化合物的溶剂。像高纯二氧化碳主要用于电子工业,医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气,在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂1。这些都是二氧化碳能够带给我们的有利条件。万物有利就有弊,二氧化碳的气体排放也带来了不好的一方面,二氧化碳的排放量每年都持续增加,全球范围内的二氧化碳排放量大约为 60 亿吨/年,据估计,到 2100 年将增加到300 亿吨/年。这回事一个非常可怕的数字,也会造成非常恶劣。

    5、的大气环境,二氧化碳的排放也主要集中于电力、炼油化工行业、交通运输行业等能源密集型行业。我国的能源储量具有“富煤、缺油、少气”的化石能源资源特征,能源供应结构失调,长期以来煤炭资源,而煤炭是一种高二氧化碳排放燃料,也是造成温室效应和全球变暖的罪魁祸首。我国目前成为全球最大的二氧化碳排放国,因此面临着日益紧迫的二氧化碳减排问题,在“双碳”目标提出之前,我国的环保意识还没有那么强烈,整个国民经济仍然以石油化工煤炭为主,在难以更改现有的能源消费结构下,需要通过各种手段降低二氧化碳排放,提高能源利用率,为了解决迫在眉睫的难题,对二氧化碳进行碳捕集与分离的研究就尤为重要。1.2 二氧化碳捕集与分离的重要。

    6、性二氧化碳的捕集和分离过程在化学工艺中占据主要地位,减少二氧化碳那么首先进行脱碳环节,可以通过天然气脱碳、密闭环境中脱碳、用户沼气脱碳、发酵工业中脱碳等方式来实施。天然气脱碳是天然气净化处理的一个重要部分,二氧化碳具有不可燃、不支持燃烧的特性,如果天然气中的二氧化碳浓度过高容易降低燃烧热值并增加管道的输送负荷造成输送管道阻塞2。二氧化碳也是酸性气体,对天然气输送管道也运输设备的腐蚀也是非常大的危害。二氧化碳可以应用于一些封闭的空间范围,像无菌病房、航天封闭舱室、潜艇等空间,人员和设备等在这个空间内产生的二氧化碳含量上升,将会影响空间内人员的健康和设备的安全,空气中的二氧化碳浓度超过7%几分钟内。

    7、就可以让 人意识丧失,更高浓度时候则可导致人员窒息死亡。所以充分重视空气中二氧化碳气体的含量控制,使密闭空间环境内的空气品质符合有关标准的要求。农村户用沼气是可再生能源的重要组成部分,在农村地区广泛的应用烧水煮饭点灯等,沼气中二氧化碳的含量在25%-50%左右3,脱除沼气中二氧化碳可以提高沼气的单位面积的能源利用率,高浓度的沼气还可以用作甲烷汽车的燃料,发挥可再生能源的优势。发酵工业中控制二氧化碳的浓度是非常重要的一个步骤4,微生物发酵的过程中,二氧化碳的新陈代谢作用要控制在一个合理的区间,我国发酵工业发展比较迅速,像造酒行业和酒精工业中对二氧化碳的回收量就非常少,从而导致在发酵工业中二氧化碳。

    8、的利用率底下,因此,怎么回收发酵行业中的二氧化碳,更大程度的提高二氧化碳利用率和纯净度, 对促进发酵行业的发展和对我国经济水平的提高都有着非常巨大的意义。4第二章 CO2捕集方法人类排放的二氧化碳气体中,电力行业是燃烧化石能源最大、最集中的排放源,控制电力行业的二氧化碳排放是减缓温室效应的重要举措,根据捕集系统的技术基础和适用性,现在适用的方式有燃烧前后脱碳、富氧燃烧技术、化学链燃烧技术等方法。2.1 燃烧前后的脱碳燃烧前脱碳技术顾名思义就是在物质燃烧前将碳分子从物质中剥离出来,从而使物质在燃烧过程中不产生二氧化碳。常用技术是采用整体煤气化联合循环系统5,它的机理是将固态燃料(煤、石油焦、生物。

    9、质等)先放入汽化炉进行气化反应,生成粗煤气,然后粗煤气经过除尘、脱硫等净化工艺后和水进行重整反应,让净化后的煤气转变为氢气和二氧化碳,采用较低的能耗把二氧化碳分离出来,将固体燃料化学能从碳转移到氢中,而二氧化碳经过压缩后在用于其他生产工艺或者储藏。这一方法的运作机理比较简单,应用非常广泛,但缺点是燃烧产生的气体体积量比较大,脱碳技术对二氧化碳的分压能力有限,整个脱碳过程需要消耗大量的能量,整体的运转成本增加,对比之下燃烧前的脱碳因二氧化碳能度高,捕集系统运用的小、能耗低。2.2 富氧燃烧方法富氧燃烧技术应用的前提是有大量的富氧或纯氧气体,这需要通过空气系统制取后与燃料一起进行燃烧,生成含有二氧。

    10、化碳和水蒸气的烟气,这些烟气再次返回燃烧炉进行燃烧,降低水蒸气燃烧温度,二氧化碳的浓度再次被提高6。富氧燃烧技术的优势是不需要分离就可以加压液化回收处理,能够明显降低二氧化碳的捕集能耗。2.3 化学链燃烧方法化学链燃烧技术的作用原理是易氧化的金属物质和碳含量高的燃料一起进行燃烧,金属氧化物进行氧化和还原两种化学反应,还原过程中空气分离出去,氧化过程中氧气与金属反应形成氧化物,达到氧气分离出去的目的。燃料和氧气之间的反应被燃料与金属氧化物之间的反应代替,相当于从金属氧化物中释放出的氧气与燃料进行燃烧7。化学链燃烧技术是把在燃料燃烧中用氧化反应和还原反应进行代替,避免了燃烧过程出现的二氧化碳稀释,。

    11、也没有其他的能源耗损,经过该工艺制取的二氧化碳纯度特别高,但是,由于技术与局限性,仍然在研究和发展过程中。第三章 CO2分离技术3.1 吸附法吸附分离技术是的运作原理是利用固体吸附剂对混合气体中二氧化碳进行选择性的吸附来实现捕集分离二氧化碳目的的技术。吸附剂对固体表面与接触表面的气体分子具有强大的亲和力,气体分子被捕获或结合到固体表面的过程称为吸附。根据吸附原理的不同,吸附分离法也被分为物理吸附和化学吸附两大类。物理吸附法:用物理力的作用让吸附质分子吸附出来的过程成为物理吸附法,主要利用固态吸附剂对混合气体中的二氧化碳的选择性可逆吸附作用来分离回收二氧化碳。物理吸附法按照温度与压力的不同分为变。

    12、压吸附、变温吸附和真空吸附三类方式。在工业生产的过程中,因为温度控制调节的难度较大的影响,使用变温吸附法的效率相对较低;因此,在当今工业生产中普遍采用的是变压吸附法,用常见的有沸石、活性氧化铝、硅胶和活性炭等吸附剂对低分压下的二氧化碳进行吸附,让固体吸附剂在降温(或降压)的条件下对二氧化碳进行吸附,通过高温(或高压)的形式将二氧化碳解析出来。二氧化碳在温度与压力的调节转变下实现分离的目的。它的整个周期过程包括吸附、滤洗、降压、抽真空和加压五个步骤8,与变温吸附法相比它的操作方法较为简单、吸附效率高且对设备腐蚀性弱,而存在的缺点也是耗能较高。化学吸附法:化学吸附法是在吸附塔内,吸附剂与含有二氧化。

    13、碳的混合气进行接触,以此获得纯净二氧化碳的目的。整个吸附过程中不需要溶液溶解吸附,所以化学吸附法也称为干法,以固体材料吸附或化学反应来分离与回收混合气中的二氧化碳的成分,像介孔分子筛、沸石及活性炭等常见的吸附剂,对其进行胺基功能化,可大大提高其对二氧化碳的吸附效率和吸附容量。化学吸附法的主要优点是运作机理比较简单,对二氧化碳的去除和吸附都能力都非常高。但缺点是吸附剂成本比较高,像介孔分子筛、沸石及活性炭等合成的吸附剂的成本过高,暂时智能小规模的使用,我们还需要在研制廉价高效的二氧化碳吸附剂多动动脑子。3.2 吸收法吸收法是对混合气体中含有的二氧化碳经过不同类型的吸附剂溶液经过洗涤、溶解、吸附达。

    14、到气体分离和提纯的技术,用吸收法来分离二氧化碳是众多二氧化碳捕集分离技术中性价比最高的一种。根据吸收剂种类、吸收途径的不同分为物理吸收法和化学吸收法两大类。物理吸收法:物理吸收法是把二氧化碳和吸收剂这两种物质利用物理溶液改变操作压力和操作温度来实现对二氧化碳进行吸收和解析,达到二氧化碳被分离的目的。物理溶液吸附二氧化碳容易受到温度和压力的影响,温度升高,溶解度降低,不利于吸附发生;压力升高,溶解度降低,吸附程度提高,温度与压力的外在作用过大,导致物理吸附一般采用高分压、高沸点的溶液,在低温和高压下进行。它的优点是操作简单、吸收效果好、能耗低,分离回收率高、适合二氧化碳含量较高的烟气,但缺点是分。

    15、离纯度低、选择性较低、处理成本较高。化学吸收法:化学吸收法是在吸收塔内,混合气体中的二氧化碳与不同的化学溶剂产生化学反应,形成一种联结性较弱的新化合物,对新化合物进行加热来分离出二氧化碳,使吸收剂再生从而达到分离的目的。现在工业的使用的是热碳酸钾法和醇氨法,常用吸收剂有氨水和各类乙醇胺等9。其中一乙醇胺的化学反应活性好,吸收二氧化碳的速度快,但是能耗高、投资贵,有些企业也大量使用氨水对二氧化碳进行吸收,氨水适合于吸收分离含硫量较高的煤燃烧产生的二氧化碳,净化更多的成分而备受追捧。化学吸收常用的溶剂为碱性溶剂,比如氨水和有机胺等,设备腐蚀、溶剂易挥发和再生能耗高操作较频繁等缺点,化学吸收法对二氧化碳的吸收效果好,脱除后产品纯度高,也具有分离纯度高、效率高和适用范围广等优点。3.3 水合物分离法在相同的温度下,不同的气体形成水合物的平衡压力也不相同,可以通过调节压力使那些平衡压力较低的气体形成气体水合物,气体水合物是指在一定温度和压力条件下,小分子气体和水形成的一种冰晶状的晶体物质,由此达到分离的目的。比如甲烷和二氧化碳这两种气体所形成气体水合物的压力条件就有所不同,在温度为 0时,甲烷气体。

    展开阅读全文
      兔兜文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:CO2捕集及分离方法研究终稿- 中国石油大学(北京)现代远程教育毕 业 设 计(论文).doc
    链接地址:https://www.tudouwenku.com/doc/155651.html

    若发现您的权益受到侵害,请立即联系客服,我们会尽快为您处理

    copyright@ 2008-2022 兔兜文库 网站版权所有

    ICP备案号:鲁ICP备2021021588号-1


    兔兜文库
    收起
    展开