科创中国
煤烟道气CCUS 核心材料的制备和应用技术
发布时间:
2023-09-13
截止日期:2024-09-13
价格 双方协商
地区： 江苏省 常州市 天宁区
需求方： 常州***公司
行业领域
新材料技术
需求背景
目前，在燃煤电厂燃烧后CO2捕集技术中，醇胺溶液吸收法最为成熟，实现了大规模的工业应用。变压吸附因其具有能耗低、腐蚀性弱的特点同样受到广泛关注，主要吸附剂为沸石13X，具有相对较高的CO2吸附容量和选择性。
不管是醇胺溶液吸收法还是沸石13X变压吸附法，捕集工艺对燃煤烟气的预处理要求都很高，如烟气温度需要降低至30℃左右，烟气SO2含量一般需降低到20mg/m3以下,尽量降低饱和烟气中水蒸气含量等。
然而脱硫后湿饱和烟气温度高于50℃，且存在12-16％左右的水蒸气，需要大量的额外冷量对烟气进行预降温，浪费了较多的能量，同时大量水蒸气的存在会显著减小吸收剂的吸收容量，并造成捕集系统水失衡，增加捕集能耗。
因此，如何设计一种能够降低烟气温度，减少烟气含湿量以降低燃煤烟道气CO2捕集能耗的烟气预处理系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。
需解决的主要技术难题
1.开发新型固胺材料，优化载体形态和功能组分结构，创新材料制备技术，提高材料的二氧化碳饱和吸附容量，使制备的固胺材料具备较高的工业化应用价值。
2.强化功能组分与载体间的结合力，提高固胺材料的耐水性和热稳定性，改善工况适应性和循环使用性。
3.制备硬度适中、颗粒均匀、粒度合理的固胺吸附材料，满足固定床或流动床工艺设计基本要求。
4.设计合理的材料制备路线，形成一套完善的材料制备工艺方法。
期望实现的主要技术目标
1.固胺材料室温下可对二氧化碳具有显著的吸附活性，二氧化碳饱和吸附容量达到150mg/g以上。
2.固胺材料在100℃下持续水解24小时，饱和吸附容量损失率不超过10%。固胺材料正常循环再生使用20次后，二氧化碳饱和吸附容量不低于130mg/g。
3.固胺材料外观为小球状固体颗粒，粒径1±***占比超过90%。
4.设计合理的材料制备路线，形成一套完善的材料制备工艺方法。
需求解析
解析单位：江苏省常州市 解析时间：2023-09-18
刘春林
常州大学
教授
综合评价
(1)依靠接触式换热器和真空闪蒸装置将脱硫塔出口饱和烟气温度由50℃降低到30℃左右，实现“低温”烟气，同时烟气中的水蒸气因此冷凝，实现“低水”烟气。低温水通过换热器喷淋装置吸收脱硫塔中未参与反应的SO2等杂质，进一步提高脱硫效率至99％以上，实现“低硫”烟气。
(2)换热器出烟口的“低温、低水、低硫”烟气直接进入CO2捕集装置的吸收塔，降低了CO2捕集成本20％，提高了CO2捕集效率，并且，真空闪蒸出的蒸汽被蒸气压缩装置压缩后作为CO2捕集装置再生塔的部分热源，降低了CO2捕集再生能耗30％。
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