《煙氣二氧化碳化學吸收技術》對碳捕集技術中最有大規(guī)模工業(yè)應用前景的CO2 化學吸收技術進行了全面介紹。在介紹全球氣候變暖與CO2 排放控制現(xiàn)狀，以及各種CO2 捕集和利用技術的基礎上，依次介紹了CO2 化學吸收機理和吸收劑的發(fā)展，化學吸收工藝和關鍵部件設計，化學吸收工藝節(jié)能技術和模擬優(yōu)化，化學吸收技術的工業(yè)應用，膜吸收工藝和關鍵技術，化學吸收系統(tǒng)啟動、運行、控制和事故處理，最后分析了化學吸收工業(yè)化面臨的各種挑戰(zhàn)，包括水平衡和胺排放、污染物排放和控制、吸收劑降解和抗降解措施及溶劑回收。
本書可供能源工程、環(huán)境工程、化工工藝等專業(yè)的技術人員、管理人員以及相關專業(yè)高等院校師生參考使用。
第1章 溫室效應和CO2 排放控制概述001
1.1 全球氣候變化和溫室效應002
1.1.1 全球氣候變化現(xiàn)狀002
1.1.2 溫室效應與溫室氣體003
1.1.3 溫室效應對氣候變化的影響005
1.1.4 溫室效應和CO2 排放臨界值007
1.2 CO2 排放狀況008
1.2.1 全球CO2 排放總量持續(xù)增長008
1.2.2 電力、工業(yè)和交通運輸部門的CO2排放情況009
1.2.3 各國CO2 排放情況009
1.2.4 國際應對措施010
1.3 CO2 排放控制技術012
1.3.1 可再生能源技術012
1.3.2 先進發(fā)電技術015
1.3.3 節(jié)能技術018
1.4 CO2 捕集、利用與封存技術020
1.4.1 CO2 捕集技術020
1.4.2 CO2 封存與利用技術032
1.5 CO2 減排潛力分析039
思考題041
參考文獻041
第2章 化學吸收機理和化學吸收劑043
2.1 化學吸收工藝044
2.1.1 工藝流程044
2.1.2 工藝特點045
2.2 化學吸收機理046
2.2.1 化學反應原理046
2.2.2 溶解度053
2.2.3 傳質(zhì)機理056
2.3 吸收劑性能和選擇059
2.3.1 吸收劑性能059
2.3.2 吸收劑選擇063
2.4 常規(guī)氨基吸收劑067
2.4.1 醇胺吸收劑067
2.4.2 氨水吸收劑068
2.4.3 哌嗪吸收劑069
2.4.4 氨基酸鹽吸收劑070
2.4.5 碳酸鹽吸收劑071
2.4.6 混合胺吸收劑071
2.5 兩相吸收劑072
2.5.1 兩相吸收劑工藝和分類072
2.5.2 混合胺兩相吸收劑074
2.5.3 非水基胺兩相吸收劑077
2.5.4 熱致相變吸收劑078
2.6 其他新型吸收劑080
2.6.1 少水吸收劑080
2.6.2 離子液體吸收劑083
2.6.3 納米流體吸收劑086
2.6.4 膠囊吸收劑089
2.6.5 催化吸收劑092
2.6.6 酶吸收劑093
2.6.7 吸收劑的發(fā)展095
思考題096
參考文獻096
第3章 CO2 化學吸收關鍵設備099
3.1 CO2 吸收塔100
3.1.1 吸收塔種類100
3.1.2 填料塔的設計101
3.1.3 板式塔的設計115
3.1.4 填料吸收塔設計案例118
3.2 CO2 再生塔119
3.2.1 塔體設計119
3.2.2 塔內(nèi)件設計120
3.2.3 填料解吸塔設計案例120
3.3 其他設備和系統(tǒng)121
3.3.1 CO2 煙氣預處理塔121
3.3.2 換熱器122
3.3.3 CO2 壓縮機129
3.3.4 CO2 脫水干燥132
3.3.5 CO2 液化制冷136
思考題139
參考文獻139
第4章 CO2 化學吸收熱整合和工藝優(yōu)化141
4.1 化學吸收系統(tǒng)熱整合142
4.1.1 節(jié)能工藝介紹143
4.1.2 化學吸收系統(tǒng)工藝優(yōu)化模擬150
4.2 化學吸收系統(tǒng)和電廠熱整合161
4.2.1 化學吸收系統(tǒng)與電站鍋爐尾部受熱面的熱集成162
4.2.2 化學吸收系統(tǒng)與電站汽輪機熱力系統(tǒng)的熱集成179
思考題189
參考文獻189
第5章 煙氣CO2 化學吸收工程介紹193
5.1 錦界電廠15 萬噸/年燃煤煙氣CO2 捕集示范工程194
5.1.1 項目概況194
5.1.2 工藝流程197
5.1.3 化學吸收劑特性199
5.1.4 碳捕集系統(tǒng)介紹200
5.1.5 控制和測量分析系統(tǒng)208
5.1.6 環(huán)境保護211
5.1.7 捕集系統(tǒng)運行情況212
5.2 其他示范工程介紹213
5.2.1 邊界壩電廠100 萬噸/年CO2 化學吸收工程213
5.2.2 佩特拉140 萬噸/年CO2 化學吸收工程216
5.2.3 華能石洞口第二電廠12 萬噸/年碳捕集工程217
5.2.4 海螺水泥5 萬噸/年碳捕集工程219
5.2.5 其他示范工程221
思考題224
參考文獻224
第6章 膜吸收技術226
6.1 膜CO2 吸收技術與工藝227
6.1.1 膜CO2 吸收原理227
6.1.2 膜吸收過程中的質(zhì)量傳遞229
6.1.3 膜吸收技術基本工藝流程232
6.1.4 膜吸收工藝設計與工程應用232
6.1.5 膜吸收技術的潛在風險245
6.2 膜減壓再生技術與工藝246
6.2.1 膜減壓再生技術產(chǎn)生背景246
6.2.2 膜減壓再生工藝流程及操作參數(shù)控制247
6.3 膜吸收與膜減壓再生技術經(jīng)濟性分析和敏感性分析256
6.3.1 方法論258
6.3.2 經(jīng)濟性分析260
6.3.3 敏感性分析262
6.4 膜浸潤問題265
6.4.1 膜浸潤的危害266
6.4.2 膜浸潤的預防271
思考題272
參考文獻273
第7章 CO2 化學吸收系統(tǒng)運行277
7.1 啟動前準備278
7.1.1 吹掃278
7.1.2 系統(tǒng)清洗278
7.1.3 系統(tǒng)試壓查漏280
7.1.4 循環(huán)水洗280
7.1.5 堿洗281
7.1.6 除鹽水沖洗282
7.1.7 系統(tǒng)鈍化282
7.1.8 啟動前檢查283
7.2 CO2 捕集系統(tǒng)啟動和停運283
7.2.1 CO2 捕集純化單元啟動283
7.2.2 壓縮、干燥、液化單元啟動284
7.2.3 系統(tǒng)保運285
7.2.4 CO2 捕集系統(tǒng)停運285
7.2.5 數(shù)據(jù)的測量286
7.2.6 投產(chǎn)資料的整理及保存287
7.3 溶劑管理和回收287
7.3.1 溶液現(xiàn)場配制287
7.3.2 溶液檢測與補充287
7.3.3 溶劑凈化288
7.4 水平衡控制288
7.4.1 水平衡主要控制點288
7.4.2 水平衡控制方法288
7.5 故障處理289
7.5.1 設備、儀表事故處理289
7.5.2 工藝運行問題處理291
7.5.3 緊急事故處理296
思考題297
參考文獻298
第8章 化學吸收碳捕集系統(tǒng)的挑戰(zhàn)299
8.1 化學吸收工藝系統(tǒng)水平衡和胺排放300
8.1.1 化學吸收工藝系統(tǒng)的水平衡分析300
8.1.2 吸收塔內(nèi)水平衡與胺排放304
8.1.3 水洗塔內(nèi)水平衡與胺排放305
8.1.4 再生塔內(nèi)水平衡與胺排放307
8.2 吸收塔污染物排放和控制309
8.2.1 污染物排放類型及現(xiàn)狀309
8.2.2 污染物排放影響因素312
8.2.3 污染物排放研究314
8.2.4 污染物排放控制手段318
8.3 吸收劑降解和抗降解322
8.3.1 氧化降解322
8.3.2 熱降解323
8.3.3 其他影響因素324
8.3.4 兩相吸收劑降解研究325
8.3.5 抗降解技術研究328
8.4 吸收劑的管理和回收問題330
8.4.1 熱回收332
8.4.2 離子交換333
8.4.3 電滲析334
思考題336
參考文獻336
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