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沈阳师范大学
硕士学位论文
氨法吸收燃煤电厂烟气中CO2的实验研究
姓名:张侠
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:李光哲
2011-03
氨法吸收燃煤电厂烟气中 CO2 的实验研究
氨法吸收燃煤电厂烟气中 CO2 的实验研究
摘要
温室效应引发的气候变暖已经成为重大环境问题之一,化石燃料燃烧产生的CO2是其
不断恶化的主要原因。随着我国经济的快速发展,以煤为主的能源消耗日益增加。因此,
我国急需开发有效的二氧化碳减排技术,尤其是燃煤电站CO2减排技术。本文以燃煤烟气
为研究对象,模拟燃煤烟气中CO2的浓度,进行氨法吸收CO2的实验研究,并探讨了采用氨
法进行燃煤烟气CO2的吸收的可行性。
鼓泡式反应器吸收实验,考察氨水浓度、CO2 浓度、碳化度、反应温度和滞留时间对
CO2 脱除率、吸收剂吸收量和反应速度的影响。结果表明 CO2 脱除率随着氨水浓度的增大
而增高,吸收液的氨水浓度大于 10%,CO2 的脱除率可以超过 90%;烟气中 CO2 浓度变化
对脱除率影响较小,但是浓度增大,吸收量会增加;氨水溶液的碳化度是影响 CO2 吸收的
主要因素,碳化度越小,有效氨越多,吸收能力越强,碳化度越大,吸收能力越差,CO2
脱除率越小,碳化度为 120%时,CO2 脱除率仅有 11%;增加反应温度可以提高反应速度
和脱除率,但需要控制在碳酸氢铵分解温度以下;滞留时间越长,气液反应越充分脱除率
越高。鼓泡式反应器吸收实验说明以氨水为吸收剂,吸收燃煤烟气中 CO2,有很好的吸收
效果。
填料塔反应器吸收实验中,设计串联填料塔反应装置,气体和液体可以在填料塔内充
分反应;同时从吸收液的利用率和反应产物碳酸氢铵回收利用两方面考虑,选择碳化度为
50%的碳化氨水作为吸收液。实验中考察氨浓度、烟气流速及 CO2 分压对 CO2 脱除率和吸
收液碳化度的影响。结果表明,在实验范围内,使用串联填料塔反应器,增加碳化氨水的
氨浓度,可以提高 CO2 脱除率,增加碳酸氢铵结晶量,当氨浓度为 %时,CO2 脱除率
为 98%,吸收液碳化度可达到 148%;气体流速变化对吸收过程的影响明显,增加气体流
速,气液充分反应,CO2 脱除率增大;增加 CO2 分压会提高反应速度,增大 CO2 脱除率,
但由于过高的分压会抑制反应进行,CO2 分压为 时的 CO2 脱除率大于
时的脱除率。填料塔反应器吸收实验结果证明串联填料塔吸收装置可以实现有效连续脱除
烟气中 CO2 并产生可资源化利用的碳酸氢铵晶体。
通过上述鼓泡式和填料塔式吸收实验的研究结果,证明氨法脱碳技术具有很好的脱除
效果及可应用性,可以为燃煤电站二氧化碳减排增加一种有效的减排方法。

关键词:氨法,CO2,脱除,碳化度,碳酸氢铵





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氨法吸收燃煤电厂烟气中 CO2 的实验研究
Study on the Removal of CO2 from flue gas
by the Ammonia Method
Abstract
Climate warming caused by carbon dioxide which is released from the fossil bust
has e one of the major environmental problems. The coal-dominated energy consumption
is rising with the rapid development of economy and therefore it is urgent to develop an effective
technology of carbon dioxide emission reduction, especially for the coal-fired power plant. This
paper has been investigated the mechanism and application of absorbing carbon dioxide with
ammonia method from the simulated flue gas and discussed the feasibility of utilization.
In bubble type reactor absorption experiment, we studied the effects of ammonia
concentratio