石灰窑尾气二氧化碳回收工艺研究及设计

论文摘要

近年来,随着人们对资源短缺、地球温暖化问题的高度重视,各种矿物燃烧后排放CO2的回收、固定、利用及再资源化问题将成为21世纪最为重要的环境和能源问题之一。钢铁联合企业是CO2排放的大户,其中石灰窑尾气中CO2含量在15%～21%,具有回收利用的价值,可作为转炉炼钢过程中的底吹搅拌气体。本课题通过比较分析各种CO2回收技术,选择醇胺化学吸收工艺开展石灰回转窑尾气CO2回收技术试验研究。试验采用了目前使用广泛的单乙醇胺（MEA）工艺和一种新的工艺——烷醇胺（HXA）工艺,分别进行工况条件下的现场试验,测试了这两种工艺在不同工况下的吸收能力、净化度、再生度、回收率、腐蚀速率等性能参数,结果表明:两种工艺均能满足CO2气体纯度大于95%、CO2回收率大于80%的工艺要求。与MEA工艺相比,HXA溶液吸收能力比MEA溶液提高约6%-60%;再生热耗降低约23%;腐蚀速率降低约60%;具有更好的抗氧化性能;与CO2降解速率降低80%以上。同时,课题采用本次科研开发的HXA工艺,对宝山钢铁有限公司石灰窑尾气CO2的回收工艺进行工业化装置设计,完成了对整个工艺的主要性能参数的设定,系统设备选型,及相关辅助设施的确立,还对该工艺进行单项和整体的投资估算,分析了采用该工艺回收的CO2替代Ar气作为转炉炼钢底吹用的搅拌气体的经济性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 2回收利用发展状况'>1.2 国内外CO₂回收利用发展状况
• 1.3 国内外转炉吹炼技术进展
• 1.4 本课题的意义及主要研究内容
• 1.4.1 本课题的意义
• 1.4.2 本课题的主要研究内容
• 2回收工艺研究'>2 石灰窑尾气CO₂回收工艺研究
• 2回收技术'>2.1 CO₂回收技术
• 2.1.1 化学吸收法
• 2.1.2 物理吸收法
• 2'>2.1.3 干法分离CO₂
• 2.2 国内外化学吸收法技术现状及发展趋势
• 2.2.1 国内现状及发展趋势
• 2.2.2 国外现状及发展趋势
• 2.3 化学吸收法反应机理
• 2反应机理'>2.3.1 MEA与CO₂反应机理
• 2的反应机理'>2.3.2 HXA与CO₂的反应机理
• 2.4 回收工艺试验
• 2.4.1 试验原料
• 2.4.2 试验设备
• 2.4.3 分析方法
• 2.4.4 工艺条件及产品质量要求
• 2.4.5 工艺流程
• 2.4.6 试验结果及讨论
• 2.5 试验结论
• 2.6 技术创新点
• 3 工业化装置设计技术方案
• 3.1 工程概况
• 3.1.1 生产规模
• 3.1.2 工艺流程
• 3.1.3 产品方案
• 3.1.4 主要技术经济指标
• 3.2 工艺装置
• 3.2.1 工艺技术选择
• 3.2.2 工艺技术方案
• 3.2.3 主要操作条件
• 3.2.4 自控水平
• 3.2.5 工艺设备
• 3.2.6 消耗指标
• 3.3 总图运输、储运、厂内外管网
• 3.3.1 总图布置
• 3.3.2 工厂运输
• 3.3.3 储运
• 3.3.4 厂内外管网
• 3.4 公辅设施
• 3.4.1 装置给排水概况
• 3.4.2 供电、通讯
• 3.4.3 供热
• 3.4.4 消防设施
• 3.4.5 其它公用工程设施
• 3.4.6 污染物处理
• 3.5 财务分析
• 3.5.1 投资估算
• 3.5.2 产品成本费用估算
• 3.5.3 财务评价的依据和说明
• 3.5.4 效益及财务评价指标计算
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附图