烟道气回收二氧化碳

概述
烟道气回收二氧化碳是利用在低压下对二氧化碳有很强吸收能力的溶剂(MEA、或MDEA)，在常温下将烟道气中的二氧化碳吸收，并在升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。我公司已经为中国石油天然气股份有限公司提供了数套烟道气回收二氧化碳(CO2)装置。

烟道气回收二氧化碳技术主要应用于以下几个领域：
转化炉烟道气回收二氧化碳(CO2) ，作为甲醇原料或者食品级二氧化碳
石灰窑气回收二氧化碳(CO2) ，作为食品级二氧化碳
催化烟道气回收二氧化碳(CO2) ，作为食品级二氧化碳
天然气深度脱除二氧化碳(CO2) ，配套LNG装置
合成气深度脱除二氧化碳(CO2) ，配套低温分离装置
天然气深度脱除硫化氢(H2S) ，配套LNG装置
装置特点
装置规模：生产二氧化碳1000~50,000m3/h
二氧化碳纯度：99.5~99.999%
脱碳精度：二氧化碳(CO2)含量为1PPM~1%
脱硫精度：硫化氢(H2S)含量为0.1PPM
工作压力：烟道气的压力或者天然气合成气的压力
适用领域：天然气为原料的甲醇装置、食品级二氧化碳、液化天然气的净化和深冷装置的净化等。
技术特点
专用的吸收溶液在低分压下对二氧化碳吸收量大，降低了溶液再生消耗。
合理的热利用流程设计，将装置的热耗最大限度地降低。
抗降解的吸收溶液，在烟道气中的氧含量较高的时候，也没有明显的氧化降解，它对碳钢设备几乎无腐蚀。
用于天然气深度脱除二氧化碳的场合，烃类回收率高，二氧化碳脱除精度高。
二氧化碳回收率高、纯度高，经过简单后处理，即可达到食品级标准。
技术原理
下面以MEA溶剂为例，列出烟道气回收二氧化碳的简单原理。
一乙醇胺（MEA）与氨相似，能接受一个质子形成铵离子,在水溶液中呈碱性，15～20%MEA水溶液其PH值约为11。
HOCH2CH2NH2 ＋ HOH→  HOCH2CH2NH3+ ＋ OH-

CO2为弱酸性气体，当CO2溶解于一乙醇胺水溶液中时，其总反应式如下：
HOCH2CH2NH2＋CO2＋H2O → HOCH2CH2NH3HCO3 ＋ Q
该反应为放热反应，降低温度，平衡常数增大，平衡向生成物方向移动。升高温度，平衡常数减小，平衡向反应物方向移动。
本工艺方案中，在40℃左右时，CO2被MEA 溶液吸收生成HOCH2CH2NH3HCO3，达到平衡后，将富液加热至 113℃使HOCH2CH2NH3CO3分解释放出CO2，同时溶液得到再生。
配方溶液
我公司开发的SM-2F、SM-2C、SM-NG三种规格的配方溶液，由胺溶液、抗氧化剂、活化剂和缓蚀剂组成。

SM-2F适合于转化炉烟道气回收二氧化碳。
SM-2C适合于石灰窑气和催化烟道气回收二氧化碳。
SM-NG适合于天然气合成气深度脱除二氧化碳。

该SM-2F型配方在工业装置使用过程中，腐蚀速率低于0.02mm/a，远低于国家规定的腐蚀速率，说明该溶剂良好地解决了MEA溶剂的降解问题。