A generic CO2 capture plant flow sheet developed by Fluor Daniel Ltd and given in the IEA GHGPH4/33 report typically represents the industrial process concept for the post combustion capture of CO2 where an aqueous solution of amine is used as solvent. Figure 1 below shows this generic process flow sheet. It formed the basis for the Aspen-Plus process simulation of the aqueous MEA based post combustion CO2 capture process undertaken in this study. A detailed description of the capture process is, however, given elsewhere (IEA GHG PH4/33 report).
Figure 1– Standard amine based PCC process flow sheet
The CO2 capture process releases CO2 lean flue gas to atmosphere from the top of the absorber. During the process, chemical compounds are produced as a result of complex chemical reactions occurring in the absorber. Some of these products continue to recycle in the plant while others such as amines, ammonia, aldehydes, carboxylic acid etc are released to the atmosphere. Generally, the operating conditions of the absorber top control the amount of concentrated vapour that is expected to be emitted to the atmosphere. According to the vapour pressures of gas constituents that are dependent on the absorber temperature and chemical concentrations, MEA and its degradations products may be entrained to the atmosphere.
For the capture process simulation, the flue gas temperature at inlet to the absorber was kept at 45°C and the stripper bottom temperature at 120°C. The lean MEA solvent temperature at inlet to the absorber was kept at 40°C and its CO2 loading was set at 0.2 mole per mole of MEA. The capture plant efficiency for CO2 removal and recovery was kept at 90%.
Tarong coal with composition shown in Table 1 was chosen as fuel for the base case scenario.
Table 1– Tarong coal composition
Ultimate Analysis Weight (%)
Moisture 14.0
Ash 28.0
Carbon 46.75
Hydrogen 3.07
Nitrogen 0.87
Chlorine 0.0
Sulfur 0.23
Oxygen 7.08
Total 100
Coal HHV (MJ/kg) 19.38
In the present study, for the process analysis the ambient conditions for the capture plant were set as per the “Technical Guidelines - Generator Efficiency Standards” (GES) released in December 2006 by the Australian Government through the Australian Greenhouse Office, i.e. 25°C ambient temperature with 60% relative humidity, the demineralised process water and cooling water inlet temperatures as 20°C and the maximum rise in cooling water temperature restricted to 7°C.
The SO2 and SO3 concentrations in the flue gas leaving the power plant were determined to be 200 ppmv and 1.9 ppmv respectively using the Steam-Pro software to simulate the base load (600 MW) performance of power plant at steady state. The Steam-Pro simulations of the power plant show that despite having a fabric filter with dust collection efficiency of 99.9% roughly 30 mg of particulate matter is present in flue gas per Nm3 of the gas stream. NOX concentration in the flue gas was considered to be at 300 ppmv of which 95% was considered to be NO with rest being NO2. The rest of flue gas consisted of water vapour: 9.45 vol%, Carbon dioxide: 12.9 vol%, Nitrogen: 72.1 vol%, Oxygen: 4.66 vol% and Argon: 0.8 vol%.
The current generation of CO2 capture technology that uses 30% w/w MEA solvent is intolerant to flue gas with levels of SOX and NOX greater than 10 ppmv and to particulate content greater than 3 mg/Nm3. As a result, the implementation of CO2 capture process requires a flue gas desulphurisation (FGD) or a caustic soda wash unit upstream. The Steam-Pro simulations did show that the limestone/lime slurry based FGD unit (98.5% efficiency) can reduce for the present case, the SOXcontent of flue gas to less than 10 ppmv but due to 4% leakage of hot untreated gas into the treated gas in the stack-gas reheater, the final SOX content upstream of the capture plant remained approximately 17 ppmv. It therefore warranted caustic soda wash prior to CO2 absorption. 2.5% w/w caustic soda concentration was assumed in the wash water circulating within the direct contact cooler (DCC) for the exclusive purpose of bringing the SOX content from 17 ppmv to below 10 ppmv. Since Australian power generators have no statutory requirement to have FGD unit and the caustic wash is anyway needed after FGD to bring SOX content of flue gas within the tolerance limit of MEA solvent, direct caustic wash of flue gas in DCC column using 2.5% w/w aqueous caustic soda is also investigated as an alternative to FGD in the present study. The estimated values for concentration of MEA and its degradation products obtained in the CO2 lean gas stream represent the theoretical vapour phase emissions of these chemicals in the treated flue gas and not the physical liquid entrainment based emissions at the plant operating condition. The later emissions are minimised in industrial practice by a Chevron type mist eliminator between the CO2 absorption and the water wash sections, and a wire-mesh mist eliminator downstream of the water wash section. It is difficult to estimate accurately the liquid entrainment since the droplet carryover is influenced by a number of competing factors such as the design of CO2 absorber internals, the hydrodynamics within the absorber, the impact of heat stable salts formed during CO2 absorption on the density, viscosity and surface tension of solvent, the type of demister used in the absorber and the wash water circulation rate. Nevertheless, Veldman (1989) suggests that in an amine based CO2 capture plant, entrainment can lead to the emission of up to 8.5 mg amine per Nm3 of treated gas whereas the Handbook from Gas Processors Suppliers’ Association (2004) quotes liquid carryover from various types of mist extraction devices as 0.01 to 0.13 m3 per million m3 of gas stream. For the purposes of this study, the highest value in the range from the Handbook of Gas Processors Suppliers’ Association was used to estimate physical carryover of wash water in the treated gas that leaves the wash section. From the quantity of entrained wash water and its chemical composition, the actual physical entrainment losses of MEA solvent and its degradation products were calculated. The chemical composition of the entrained wash water was considered to be same as that of the wash water circulating inside the wash section at steady state operation.
ทั่วไปการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์พืชแผ่นพัฒนาโดย Fluor แดเนียล Ltd และได้รับใน IEA ghgph4 / 33 รายงานโดยทั่วไปหมายถึงแนวคิดกระบวนการอุตสาหกรรมสำหรับการโพสต์การเผาไหม้จับ CO2 ซึ่งมีสารละลายของเอมีนที่ใช้เป็นตัวทำละลาย รูปที่ 1 ด้านล่างแสดงให้เห็นโดยทั่วไปกระบวนการผลิตแผ่นมันรูปแบบพื้นฐานสำหรับ Aspen Plus แบบจำลองกระบวนการของสารละลายมีการเผาไหม้กระบวนการดําเนินการดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการโพสต์ในการศึกษา รายละเอียดของกระบวนการจับภาพ , อย่างไรก็ตาม , ให้ที่อื่น ( IEA รายงานก๊าซเรือนกระจก ph4 / 33 ) .
รูปที่ 1 –มาตรฐานตามกระบวนการผลิตแผ่นดน
กระบวนการนี้มีการปล่อย CO2 CO2 จับยันก๊าซสู่บรรยากาศจากด้านบนของน้ำในระหว่างกระบวนการ สารประกอบทางเคมีที่ผลิตเป็นผลของปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อนที่เกิดขึ้นในน้ำ บางส่วนของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ยังคงใช้ในโรงงานในขณะที่คนอื่น ๆเช่น แอมโมเนีย เอมีน อัลดีไฮด์กรดคาร์บอกซิลิก ฯลฯ ออกสู่บรรยากาศ โดยทั่วไปสภาวะการทำงานของโช้คด้านบนควบคุมปริมาณความเข้มข้นของไอที่คาดว่าจะปล่อยออกมาสู่บรรยากาศ ไปตามแรงกดดันขององค์ประกอบที่เป็นไอก๊าซ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความเข้มข้นของสารเคมีดูดซับ , กฟน. และผลิตภัณฑ์ของ บริษัท degradations อาจจะ entrained บรรยากาศ .
สำหรับจับกระบวนการจำลองปล่องก๊าซอุณหภูมิขาเข้ากับโช้คไว้ที่ 45 ° C และโคโยตี้ล่างอุณหภูมิ 120 องศา ลีน กฟน. ตัวทำละลาย อุณหภูมิขาเข้ากับโช้คไว้ที่ 40 ° C และ CO2 โหลดไว้ที่ 0.2 โมลต่อโมลของการไฟฟ้านครหลวง ประสิทธิภาพในการกำจัดพืชจับ CO2 และการกู้คืนที่ถูกเก็บไว้ที่ 90% .
แก้วถ่านหินที่มีองค์ประกอบที่แสดงในตารางที่ 1 ได้รับเลือกเป็นเชื้อเพลิงสำหรับกรณีฐานสถานการณ์
ตารางที่ 1 –แก้วถ่านหินองค์ประกอบ
สุดยอดการวิเคราะห์น้ำหนัก ( % )
14.0 ความชื้นเถ้า 28 คาร์บอนไฮโดรเจนไนโตรเจน 46.75
4
2
ออกซิเจนกำมะถันคลอรีน 0.0 จำนวน 7.08
ของเชื้อเพลิง ( ถ่านหินรวม 100 เอ็มเจ กิโลกรัม ) 19.38
ในการศึกษาปัจจุบันสำหรับการวิเคราะห์สภาพแวดล้อมเพื่อจับโรงงานถูกตั้งตามแนวทางด้านเทคนิค - มาตรฐานประสิทธิภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้า " ( GES ) ออกในเดือนธันวาคม 2549 โดยรัฐบาลออสเตรเลียผ่านสำนักงานเรือนกระจกออสเตรเลียคือ 25 องศา C อุณหภูมิ 60 % ความชื้นการ demineralised กระบวนการน้ำและความเย็นอุณหภูมิน้ำขาเข้า 20 ° C และอุณหภูมิของน้ำสูงสุดเพิ่มขึ้นในเขต 7 องศา ดังนั้น 3
และความเข้มข้นของ SO2 ในก๊าซไปโรงไฟฟ้าความร้อนมีความตั้งใจจะ 200 ppmv และ 1.9 ตามลำดับ โดยใช้ไอน้ำ ppmv Pro ซอฟต์แวร์จำลองฐาน ( 600 เมกะวัตต์ ) โหลด ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าที่ steady stateไอโปรจำลองของโรงไฟฟ้า ที่แสดงให้เห็นว่าแม้จะมีกรองด้วยผ้าเก็บฝุ่นประสิทธิภาพ 99.9% ประมาณ 30 มิลลิกรัม ปริมาณฝุ่นละอองอยู่ในไอเสียก๊าซต่อ nm3 ของลำธาร ซีรั่มเข้มข้นในก๊าซถูกถือว่าเป็น 300 ppmv ซึ่ง 95% เป็นไม่กับส่วนที่เหลือเป็น NO2 . ส่วนที่เหลือของก๊าซไอเสีย ประกอบด้วยไอน้ำ : 9.45 Vol %คาร์บอนไดออกไซด์ : 12.9 Vol เปอร์เซ็นต์ไนโตรเจน : 72.1 % ปริมาตรออกซิเจน : 4.66 % Vol และอาร์กอน : 0.8 % Vol .
รุ่นปัจจุบันของ CO2 จับเทคโนโลยีที่ใช้ 30 % w / w ของการไฟฟ้านครหลวง คือตัวทำละลาย intolerant ก๊าซที่มีระดับของ Sox NOx และมากกว่า 10 ppmv และปริมาณฝุ่นละอองมากกว่า 3 มิลลิกรัม / nm3 . ผลการดำเนินงานของกระบวนการจับ CO2 ต้องใช้ก๊าซ desulphurisation ( FGD ) หรือโซดาไฟล้างหน่วยน้ำ ไอโปรจำลองแสดงให้เห็นว่า หินปูน / มะนาว น้ำจากหน่วยเอฟจีดี ( ประสิทธิภาพ 98.5 % ) สามารถลดกรณีปัจจุบัน soxcontent ไอเสียน้อยกว่า 10 ppmv แต่เนื่องจากการรั่วไหลของก๊าซร้อน และร้อยละ 4 ในการรักษาก๊าซในกอง reheater แก๊ส ,เนื้อหา Sox สุดท้ายต้นน้ำของพืชที่ยังคงจับประมาณ 17 ppmv . ดังนั้น การรับประกันโซดาไฟล้างก่อน CO2 absorption . 2.5 % w / w โซดาไฟความเข้มข้นสันนิษฐานในน้ำล้างหมุนเวียนภายในโดยตรงติดต่อเย็น ( DCC ) สำหรับพิเศษวัตถุประสงค์ของการนำเนื้อหา Sox จาก 17 ppmv ต่ำกว่า 10 ppmv .ตั้งแต่กำเนิดพลังงานออสเตรเลียไม่มีกฎหมายความต้องการที่จะมีหน่วย FGD และล้างโซดาไฟคือยังไงก็ต้องหลังจาก FGD นำทีมเนื้อหาของก๊าซภายในความอดทนจำกัดตัวทำละลาย กฟน ล้างกัดกร่อนโดยตรงของก๊าซในคอลัมน์ DCC ใช้ 2.5 % w / w สารละลายโซดาไฟ นี้เป็นทางเลือกที่โรงไฟฟ้าใน การศึกษาปัจจุบันการประมาณค่าความเข้มข้นของระบบและผลิตภัณฑ์ที่ได้ในการย่อยสลายของก๊าซ CO2 ยันกระแสทฤษฎีขั้นตอนการปล่อยไอของสารเคมีเหล่านี้ในการรักษาก๊าซและไม่เหลวทางกายภาพจากการรถไฟที่โรงงานปฏิบัติการเงื่อนไขการปล่อยทีหลังจะลดลงในอุตสาหกรรมการปฏิบัติโดยเชฟรอนชนิดหมอกกำจัดระหว่าง CO2 absorption และน้ำล้างส่วน , และลวดตาข่ายหมอกกำจัดท้าย ส่วนล้างน้ำมันเป็นเรื่องยากที่จะประมาณการได้แม่นยำของเหลวรถไฟตั้งแต่หยดคงไปเป็นอิทธิพลจากหมายเลขของคู่แข่ง ปัจจัยต่างๆ เช่น การออกแบบของ CO2 ดูดซับ internals , พลศาสตร์ภายในโช้ค ผลกระทบของความร้อนที่เกิดขึ้นในระหว่างการดูดซับ CO2 เกลือที่มีต่อความหนาแน่น ความหนืด และความตึงผิวของตัวทำละลายประเภทของ DEMISTER ใช้โช้คและล้างการไหลเวียนของน้ำ อัตรา อย่างไรก็ตาม veldman ( 1989 ) แสดงให้เห็นว่าในเอมีนโดยดักจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์พืช , รถไฟสามารถนำไปสู่การปล่อยมา 8.5 มิลลิกรัมต่อ nm3 เอมีนของการก๊าซและคู่มือจากโปรเซสเซอร์สมาคมแก๊สซัพพลายเออร์ ( 2004 ) ราคาน้ำคงไปจากประเภทต่างๆของอุปกรณ์การสกัดหมอกเป็น 0.01 013 m3 ต่อล้าน M3 ของกระแสก๊าซ สำหรับวัตถุประสงค์ของการศึกษานี้ มีค่าสูงสุดในช่วงจากคู่มือของซัพพลายเออร์ก๊าซสมาคมโปรเซสเซอร์ใช้ประมาณการคงไปทางกายภาพของน้ำล้างในการรักษาก๊าซที่ใบส่วนล้าง จากปริมาณของ entrained ล้างน้ำและส่วนประกอบทางเคมีทางกายภาพที่แท้จริงรถไฟขาดทุนของตัวทำละลายกฟน. และผลิตภัณฑ์ย่อยสลายของมันได้ องค์ประกอบทางเคมีของ entrained ล้างน้ำถือว่าเป็นเช่นเดียวกับที่ของน้ำล้างหมุนเวียนภายในส่วนการซักที่
steady state
การแปล กรุณารอสักครู่..
