二氧化碳的分離技術(shù)(滿意答案100分)

【專家解說】：1.2.1吸收法 (1)化學(xué)吸收法 化學(xué)吸附法是利用CO2和吸附液之間的化學(xué)反應(yīng)將CO2從排氣中分離回收的方法。典型的化學(xué)吸收劑有一乙醇氨(MEA)、二乙醇氨(DEA)和甲基二乙醇氨(MDEA)等。 此法為濕式吸收法可與濕式脫硫裝置聯(lián)合使用。其反應(yīng)試: 此反應(yīng)為一可逆反應(yīng)，溫度對反應(yīng)有很大的影響，反應(yīng)一般在38℃左右吸收CO2，吸收CO2，反應(yīng)向右進行，當(dāng)溫度在100℃，反應(yīng)向左進行，放出CO2。 化學(xué)吸收法目前存在的主要問題是:①由于在吸收塔內(nèi)有起泡、夾帶等現(xiàn)象，使煙氣凈化系統(tǒng)復(fù)雜，能量消耗和投資都很大;②由于煙氣中含有少量的O、CO、SO2等氣體，在再生塔的高溫條件下，一方面會與吸收液反應(yīng)，使吸收液濃度下降，吸收效率降低，另一方面會腐蝕再生塔，影響設(shè)備壽命。③處理高爐咽氣時，由于反應(yīng)的溫度是在100℃以下，就要對高溫氣體換熱，處理的設(shè)備增多，加大了投資。 (2)物理吸收法 物理吸收法主要是利用水、甲醇、碳酸丙稀脂等作為吸收劑，利用CO2在這些溶液中的溶解度隨壓力而改變的原理來吸收CO2氣體。這種方法主要在低溫高壓下進行，吸收能力大，吸收利用量少，吸收劑再生不需要加熱，溶劑不起泡，不腐蝕設(shè)備。但只能適用于CO2氣體分壓較高的條件，CO2的去除率較低。 1.2.2物理吸附 物理吸附法是利用天然存在的沸石等吸附劑對CO2氣體具有選擇吸附的性質(zhì)，對CO2氣體進行分離的方法。利用吸附量隨壓力變化而使某種氣體分離回收的方法稱為變壓吸附法(PSA)，變壓吸附工藝(PSA法)，工藝過程簡單，能耗低，適應(yīng)能力強，無腐蝕問題。但CO2的回收率比較低，適用于CO2濃度比較高的情況。利用吸附量隨溫度變化而分離回收某種氣體的方法稱為變溫吸附法(TSA)二者結(jié)合在一起的為PTSA法。 物理吸附的特點如下:①吸附在低溫高壓下進行，吸附能力大，吸附利用量少，吸附劑再生不需要加熱;②溶劑不起泡，不腐蝕設(shè)備;③只適合用于CO2分壓較大的條件。且CO2的去除程度較低。 1.2.3低溫分離法 低溫分離法是通過低溫冷凝分離CO2的一種物理過程， 一般是將煙氣多次壓縮和冷卻后，引起CO2的相變，從而達到從煙氣中分離CO2的目的。 1.2.4膜分離法 利用高分子膜分離氣體是基于混合氣體中CO2氣體與其他組分透過膜材料的速度不同而實現(xiàn)CO2氣體與其他組分的分離。主要有，氣體分離膜(Gas separation membrane)技術(shù)和氣體吸附膜(Gas absorption membrane)技術(shù)，這兩種膜分離技術(shù)在火電廠分離回收CO2過程中有較大的應(yīng)用前景。此外，膜分離技術(shù)還可用于從天然氣中分離CO2，從沼氣中去除CO2。膜分離法具有裝置簡單、操作方便、能耗較低等優(yōu)點。但是很難得到高純度的CO2。 1.2.5空氣分離/煙氣循環(huán)法 空氣分離/煙氣循環(huán)法(O2/CO2燃燒法) 首先由Horne和Steinburg于1981年提出。這種新方法的關(guān)鍵是確保應(yīng)用的鍋爐火焰和熱傳輸以及防止空氣泄漏進人爐內(nèi)。美國能源部資助美國Argoune國家實驗室(ANL)進行了研究，探索出其方法主要有三個步驟:①空氣壓縮分離;②燃燒和電力產(chǎn)生;③煙氣壓縮和脫水。