火电厂烟气二氧化碳捕获装置的设计与优化

论文摘要

温室效应对地球的危害日渐显著,燃煤电厂是C02的主要排放源,缩减火电厂C02的排放量是控制我国C02排放总量的重点。本文详细分析了MEA、MDEA、热钾碱法和氨法四种化学吸收法脱碳工艺的特点,运用灰色层次分析理论模型,从环保性能、技术特性、经济性能、社会效益四个角度,综合评价了这四种脱碳工艺,确定了它们的性能优劣次序；分析研究了影响脱碳效率的因素；针对某燃煤电厂600MW机组,选择了喷氨法脱除烟气中二氧化碳的工艺,完成了烟气脱碳系统的总体设计,采用电厂提供的数据,对烟气脱碳系统进行了物料平衡计算,并且用VB语言编写了物料平衡计算程序；选择确定了喷淋塔的结构尺寸以及塔内的部分主要辅助设备；利用Fluent62数值模拟计算软件,采用SIMPLE算法进行计算,模拟并分析了气流分布板、烟气入口角度以及喷氨速度对吸收塔内流场的影响,确定了较佳的烟气入口角度和合适的喷氨速度,建议设定喷淋塔烟气入口角度为上倾斜16°左右,液氨的喷入速度应该尽量选择与塔内烟气流速相近。本文的研究结果可为喷氨法脱除二氧化碳系统的设计和运行提供一定的参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及其意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 脱碳工艺比较及烟气脱碳系统总体设计
• 2.1 MEA（一乙醇胺）脱碳系统
• 2.1.1 MEA（一乙醇胺）脱碳法工艺的基本原理及工艺流程
• 2.1.2 MEA（一乙醇胺）法工艺主要特点
• 2.2 MDEA（N-甲基二乙醇胺）脱碳系统
• 2.2.1 MDEA（N-甲基二乙醇胺）脱碳法工艺的基本原理及工艺流程
• 2.2.2 MDEA（N-甲基二乙醇胺）脱碳法工艺的主要特点
• 2.3 热钾碱脱碳法
• 2.3.1 热钾碱脱碳法工艺的基本原理及工艺流程
• 2.3.2 热钾碱脱碳法工艺的特点
• 2法脱碳（氨法）'>2.4 ECO₂法脱碳（氨法）
• 2脱碳法（氨法）工艺的机理及工艺流程'>2.4.1 ECO₂脱碳法（氨法）工艺的机理及工艺流程
• 2脱碳法（氨法）工艺的主要特点'>2.4.2 ECO₂脱碳法（氨法）工艺的主要特点
• 2.5 上述四种脱碳工艺的综合评价
• 2.5.1 确定参考数列并对指标进行无量纲化处理
• 2.5.2 确定权重
• 2.5.3 灰色多层次综合评价的计算
• 2.5.4 评价结果分析
• 2.6 某电厂烟气脱碳系统的总体设计
• 2.6.1 烟气系统
• 2.6.2 冷却水循环系统
• 2.6.3 贫富液系统
• 2.6.4 吸收剂供给系统
• 2.6.5 补液系统
• 2.6.6 吸收再生系统
• 2.6.7 其他系统
• 2.7 脱碳系统工艺流程简图
• 2.8 本章小结
• 2脱除效率的因素、吸收系统的物料平衡计算以及喷淋塔的设计'>第3章 影响CO₂脱除效率的因素、吸收系统的物料平衡计算以及喷淋塔的设计
• 2脱除效率的因素'>3.1 影响CO₂脱除效率的因素
• 3.1.1 氨水浓度对二氧化碳脱除率的影响
• 3.1.2 二氧化碳初始浓度对脱除效率的影响
• 3.1.3 反应温度对二氧化碳脱除率的影响
• 3.2 吸收系统的物料平衡计算
• 3.2.1 机组简介
• 3.2.2 原煤及灰分分析
• 3.2.3 工艺水平衡计算
• 3.3 运行工况下的烟气流量计算
• 3.3.1 吸收塔进出口烟气体积流量
• 3.3.2 吸收剂水分蒸发体积流量
• 3.3.3 运行工况下的烟气体积流量计算
• 3.4 脱碳系统物料平衡计算程序的开发
• 3.4.1 功能模块设计
• 3.4.2 软件功能介绍
• 3.4.3 程序界面设计
• 3.4.4 软件计算结果分析
• 3.5 喷淋塔结构设计
• 3.5.1 喷淋塔内经的设计
• 3.5.2 喷淋塔的塔高设计
• 3.5.3 喷嘴及喷淋层的设计
• 3.5.4 除雾器设计
• 3.5.5 吸收塔入口烟道尺寸
• 3.5.6 吸收塔出口烟道尺寸
• 3.5.7 烟气脱碳系统（喷淋空塔）的设计结果
• 3.6 本章小结
• 第4章 喷淋塔数值模拟及优化
• 4.1 物理模型简化及基本假设
• 4.2 模拟中用到的参数以及边界条件的设定
• 4.3 烟气流动的数学模型
• 4.4 装有气流分布板的喷淋空塔数值优化计算
• 4.4.1 塔内气流流场分析
• 4.4.2 截面气速分布分析
• 4.4.3 塔内温度场的分析
• 4.5 吸收塔烟气入口角度数值优化计算
• 4.5.1 塔内流线场的模拟结果及分析
• 4.5.2 塔内速度场的模拟结果及分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢