烟气二氧化碳化学吸收技术

第1章　温室效应和CO2 排放控制概述001
1.1　全球气候变化和温室效应002
1.1.1　全球气候变化现状002
1.1.2　温室效应与温室气体003
1.1.3　温室效应对气候变化的影响005
1.1.4　温室效应和CO2 排放临界值007
1.2　CO2 排放状况008
1.2.1　全球CO2 排放总量持续增长008
1.2.2　电力、工业和交通运输部门的CO2排放情况009
1.2.3　各国CO2 排放情况009
1.2.4　国际应对措施010
1.3　CO2 排放控制技术012
1.3.1　可再生能源技术012
1.3.2　先进发电技术015
1.3.3　节能技术018
1.4　CO2 捕集、利用与封存技术020
1.4.1　CO2 捕集技术020
1.4.2　CO2 封存与利用技术032
1.5　CO2 减排潜力分析039
思考题041
参考文献041
第2章　化学吸收机理和化学吸收剂043
2.1　化学吸收工艺044
2.1.1　工艺流程044
2.1.2　工艺特点045
2.2　化学吸收机理046
2.2.1　化学反应原理046
2.2.2　溶解度053
2.2.3　传质机理056
2.3　吸收剂性能和选择059
2.3.1　吸收剂性能059
2.3.2　吸收剂选择063
2.4　常规氨基吸收剂067
2.4.1　醇胺吸收剂067
2.4.2　氨水吸收剂068
2.4.3　哌嗪吸收剂069
2.4.4　氨基酸盐吸收剂070
2.4.5　碳酸盐吸收剂071
2.4.6　混合胺吸收剂071
2.5　两相吸收剂072
2.5.1　两相吸收剂工艺和分类072
2.5.2　混合胺两相吸收剂074
2.5.3　非水基胺两相吸收剂077
2.5.4　热致相变吸收剂078
2.6　其他新型吸收剂080
2.6.1　少水吸收剂080
2.6.2　离子液体吸收剂083
2.6.3　纳米流体吸收剂086
2.6.4　胶囊吸收剂089
2.6.5　催化吸收剂092
2.6.6　酶吸收剂093
2.6.7　吸收剂的发展095
思考题096
参考文献096
第3章　CO2 化学吸收关键设备099
3.1　CO2 吸收塔100
3.1.1　吸收塔种类100
3.1.2　填料塔的设计101
3.1.3　板式塔的设计115
3.1.4　填料吸收塔设计案例118
3.2　CO2 再生塔119
3.2.1　塔体设计119
3.2.2　塔内件设计120
3.2.3　填料解吸塔设计案例120
3.3　其他设备和系统121
3.3.1　CO2 烟气预处理塔121
3.3.2　换热器122
3.3.3　CO2 压缩机129
3.3.4　CO2 脱水干燥132
3.3.5　CO2 液化制冷136
思考题139
参考文献139
第4章　CO2 化学吸收热整合和工艺优化141
4.1　化学吸收系统热整合142
4.1.1　节能工艺介绍143
4.1.2　化学吸收系统工艺优化模拟150
4.2　化学吸收系统和电厂热整合161
4.2.1　化学吸收系统与电站锅炉尾部受热面的热集成162
4.2.2　化学吸收系统与电站汽轮机热力系统的热集成179
思考题189
参考文献189
第5章　烟气CO2 化学吸收工程介绍193
5.1　锦界电厂15 万吨/年燃煤烟气CO2 捕集示范工程194
5.1.1　项目概况194
5.1.2　工艺流程197
5.1.3　化学吸收剂特性199
5.1.4　碳捕集系统介绍200
5.1.5　控制和测量分析系统208
5.1.6　环境保护211
5.1.7　捕集系统运行情况212
5.2　其他示范工程介绍213
5.2.1　边界坝电厂100 万吨/年CO2 化学吸收工程213
5.2.2　佩特拉140 万吨/年CO2 化学吸收工程216
5.2.3　华能石洞口第二电厂12 万吨/年碳捕集工程217
5.2.4　海螺水泥5 万吨/年碳捕集工程219
5.2.5　其他示范工程221
思考题224
参考文献224
第6章　膜吸收技术226
6.1　膜CO2 吸收技术与工艺227
6.1.1　膜CO2 吸收原理227
6.1.2　膜吸收过程中的质量传递229
6.1.3　膜吸收技术基本工艺流程232
6.1.4　膜吸收工艺设计与工程应用232
6.1.5　膜吸收技术的潜在风险245
6.2　膜减压再生技术与工艺246
6.2.1　膜减压再生技术产生背景246
6.2.2　膜减压再生工艺流程及操作参数控制247
6.3　膜吸收与膜减压再生技术经济性分析和敏感性分析256
6.3.1　方法论258
6.3.2　经济性分析260
6.3.3　敏感性分析262
6.4　膜浸润问题265
6.4.1　膜浸润的危害266
6.4.2　膜浸润的预防271
思考题272
参考文献273
第7章　CO2 化学吸收系统运行277
7.1　启动前准备278
7.1.1　吹扫278
7.1.2　系统清洗278
7.1.3　系统试压查漏280
7.1.4　循环水洗280
7.1.5　碱洗281
7.1.6　除盐水冲洗282
7.1.7　系统钝化282
7.1.8　启动前检查283
7.2　CO2 捕集系统启动和停运283
7.2.1　CO2 捕集纯化单元启动283
7.2.2　压缩、干燥、液化单元启动284
7.2.3　系统保运285
7.2.4　CO2 捕集系统停运285
7.2.5　数据的测量286
7.2.6　投产资料的整理及保存287
7.3　溶剂管理和回收287
7.3.1　溶液现场配制287
7.3.2　溶液检测与补充287
7.3.3　溶剂净化288
7.4　水平衡控制288
7.4.1　水平衡主要控制点288
7.4.2　水平衡控制方法288
7.5　故障处理289
7.5.1　设备、仪表事故处理289
7.5.2　工艺运行问题处理291
7.5.3　紧急事故处理296
思考题297
参考文献298
第8章　化学吸收碳捕集系统的挑战299
8.1　化学吸收工艺系统水平衡和胺排放300
8.1.1　化学吸收工艺系统的水平衡分析300
8.1.2　吸收塔内水平衡与胺排放304
8.1.3　水洗塔内水平衡与胺排放305
8.1.4　再生塔内水平衡与胺排放307
8.2　吸收塔污染物排放和控制309
8.2.1　污染物排放类型及现状309
8.2.2　污染物排放影响因素312
8.2.3　污染物排放研究314
8.2.4　污染物排放控制手段318
8.3　吸收剂降解和抗降解322
8.3.1　氧化降解322
8.3.2　热降解323
8.3.3　其他影响因素324
8.3.4　两相吸收剂降解研究325
8.3.5　抗降解技术研究328
8.4　吸收剂的管理和回收问题330
8.4.1　热回收332
8.4.2　离子交换333
8.4.3　电渗析334
思考题336
参考文献336