一、核心工作原理与工艺特点
1. 核心吸收原理
胺液吸收塔利用醇胺分子中的氨基(-NH₂) 与 CO₂的可逆化学反应实现选择性吸收,烟气从塔底进入,与塔顶喷淋的贫胺液逆流接触,胺液中的活性基团与 CO₂反应生成稳定的氨基甲酸盐 / 碳酸氢盐,脱除 CO₂的净化烟气从塔顶排出,吸收了 CO₂的富胺液从塔底排出,核心反应以单乙醇胺(MEA)、甲基二乙醇胺(MDEA) 为例:
- MEA(伯胺,强碱性):2HOCH₂CH₂NH₂ + CO₂ + H₂O ⇌ 2HOCH₂CH₂NH₃⁺ + CO₃²⁻(反应速度快,吸收能力强,易再生)
- MDEA(叔胺,弱碱性):HOCH₂CH₂)₂NCH₃ + CO₂ + H₂O ⇌ (HOCH₂CH₂)₂NCH₃・H⁺ + HCO₃⁻(选择性高,抗硫性好,胺液损耗低)
反应为放热可逆反应,温度升高会抑制吸收、促进解析,因此吸收塔需控制操作温度(40~60℃),保证吸收效率,再生塔通过加热(100~120℃)实现胺液再生。
2. 塔内核心传质部件设计
塔内件是气液传质的关键,分为填料类和塔板类,直接决定 CO₂吸收效率和塔内压力降,主流设计为分段式填料 + 液体再分布器,核心设计要求如下:
- 填料:优先选用塑料散堆填料(鲍尔环 / 阶梯环) 或金属规整填料(孔板波纹填料),塑料填料耐腐、轻质、成本低,金属规整填料传质效率高、压力降低;填料高度分段设置(每段 3~6m),避免长距离填料导致的液流沟流;
- 液体再分布器:每段填料上方设 1 台,选用槽式再分布器,使下落的胺液均匀分布至下一段填料,液体分布均匀度≥95%,防止局部干填料导致传质效率下降;
- 气体分布器:塔底烟气进口处设径向式气体分布器,使烟气沿塔截面均匀上升,避免局部气速过高导致液泛,气速偏差≤±10%;
- 支撑栅板:填料底部设支撑栅板,承载填料重量,同时保证烟气顺利通过,开孔率≥70%,防止填料堵塞开孔。
主流塔型与选型对比
胺液吸收塔按气液接触方式分为填料塔和板式塔两大类,其中填料塔是湿法胺液捕集 CO₂工艺的主流选型,占比超 90%,板式塔仅适用于高含尘、易堵塞的特殊烟气工况,两类塔型的结构、性能、适配场景差异显著,需根据烟气特性、捕集要求、运行成本综合选型。


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