Studiul procesului de absorbție a CO2 din gazele de ardere

Abstract

Scopul principal al tezei a fost studierea şi investigarea procesului de absorbţie CO2 din gazele de ardere cu ajutorul soluţiei apoase de monoetanolamină (MEA). Instalaţia de captare CO2, pe baza procesului de absorbţie-desorbţie cu MEA, este formată în principal din coloana de absorbţie pentru reţinerea CO2 din fluxul gazos, coloana de desorbţie pentru eliberarea CO2 din soluţia bogată, coloana de spălare cu apă pentru reţinerea vaporilor de amină, schimbător de căldură pentru realizarea transferului de căldură dintre soluţia săracă şi soluţia bogată. Scopul a fost atins cu ajutorul programului de modelare şi simulare Aspen Plus. Astfel, au fost create modele pentru (i) procesul de absorbţie-desorbţie CO2 cu MEA, (ii) procesul de compresie CO2, (iii) procesul de ardere a cărbunelui şi control al poluanţilor (NOx, SO2 şi particule) şi (iv) ciclul apă-abur al centralei pe cărbune. A fost studiat efectul diferiţilor factori care influenţează performanţa procesului de absorbţie-desorbţie CO2 cu MEA, şi anume, gradul de încărcare al absorbantului sărac, rata de absorbţie CO2 realizată în absorber, concentraţia MEA în soluţie, temperatura fluxului gazos la intrare în absorber, temperatura fluxului lichid la intrare în absorber, precum şi condiţiile de lucru din schimbătorul de căldură având drept agenţi soluţia săracă şi soluţia bogată, şi condiţiile de lucru din desorber asupra performanţelor energetice ale centralelor pe cărbune. Au fost considerate trei tipuri de cărbune cu proprietăţi diferite, şi anume, cărbune bituminos, subbituminos şi lignit. De asemenea, au fost analizate diferite opţiune de integrare a instalaţiei de captare CO2 cu ciclul termic al centralei. Modelele dezvoltate au fost analizate în detaliu şi verificate teoretic şi comparate cu datele disponibile în literatura de specialitate.

Scopul principal al tezei a fost studierea şi investigarea procesului de absorbţie CO2 din gazele de ardere cu ajutorul soluţiei apoase de monoetanolamină (MEA). Instalaţia de captare CO2, pe baza procesului de absorbţie-desorbţie cu MEA, este formată în principal din coloana de absorbţie pentru reţinerea CO2 din fluxul gazos, coloana de desorbţie pentru eliberarea CO2 din soluţia bogată, coloana de spălare cu apă pentru reţinerea vaporilor de amină, schimbător de căldură pentru realizarea transferului de căldură dintre soluţia săracă şi soluţia bogată. Scopul a fost atins cu ajutorul programului de modelare şi simulare Aspen Plus. Astfel, au fost create modele pentru (i) procesul de absorbţie-desorbţie CO2 cu MEA, (ii) procesul de compresie CO2, (iii) procesul de ardere a cărbunelui şi control al poluanţilor (NOx, SO2 şi particule) şi (iv) ciclul apă-abur al centralei pe cărbune. A fost studiat efectul diferiţilor factori care influenţează performanţa procesului de absorbţie-desorbţie CO2 cu MEA, şi anume, gradul de încărcare al absorbantului sărac, rata de absorbţie CO2 realizată în absorber, concentraţia MEA în soluţie, temperatura fluxului gazos la intrare în absorber, temperatura fluxului lichid la intrare în absorber, precum şi condiţiile de lucru din schimbătorul de căldură având drept agenţi soluţia săracă şi soluţia bogată, şi condiţiile de lucru din desorber asupra performanţelor energetice ale centralelor pe cărbune. Au fost considerate trei tipuri de cărbune cu proprietăţi diferite, şi anume, cărbune bituminos, subbituminos şi lignit. De asemenea, au fost analizate diferite opţiune de integrare a instalaţiei de captare CO2 cu ciclul termic al centralei. Modelele dezvoltate au fost analizate în detaliu şi verificate teoretic şi comparate cu datele disponibile în literatura de specialitate.