【摘要】：中國(guó)鋼鐵行業(yè)CO2排放量巨大,鋼鐵行業(yè)中主要的CO2排放源為高爐煤氣,高爐煤氣的Co2捕集對(duì)工業(yè)碳減排非常重要。本研究結(jié)合高爐煤氣組成特點(diǎn),分析了煙氣的理化性質(zhì)對(duì)捕集技術(shù)的影響,結(jié)合捕集技術(shù)原理和工藝特點(diǎn)從捕集產(chǎn)物的物理化性質(zhì)、捕集材料的環(huán)境效益、操作運(yùn)行條件、捕集工藝特征四個(gè)方面對(duì)捕集技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析,優(yōu)選了膜分離法作為高爐煤氣的碳捕集方法。在此基礎(chǔ)上,將膜分離法與低溫深冷技術(shù)進(jìn)行整合,研究了高爐煤氣的膜與低溫深冷集成捕集技術(shù)。本研究采用PROII軟件對(duì)膜分離法、膜與低溫深冷集成技術(shù)進(jìn)行了模擬,研究了高爐煤氣中CO2在捕集過(guò)程中,捕集純度、捕集率、捕集能耗等參數(shù)變化規(guī)律。在獲得相同Co2分壓液態(tài)產(chǎn)物條件下,對(duì)比分析了膜——低溫深冷集成工藝和膜分離工藝捕集性能特征。研究表明:一種對(duì)CO2具有優(yōu)先滲透性且遵循溶解擴(kuò)散原理的膜材料捕集高爐煤氣時(shí),單級(jí)膜分離工藝難以同時(shí)達(dá)到高捕集純度和高捕集率的捕集目標(biāo),溫度的降低可以提升膜組件捕集CO2的純度,但是會(huì)降低CO2的捕集率。當(dāng)膜組件兩側(cè)壓力比和滲透氣CO2純度也相同時(shí),進(jìn)料氣壓力越大CO2捕集能耗越大但膜面積越小。增加膜組件兩側(cè)的壓力比可以同時(shí)增加CO2的捕集純度和捕集率,但單位捕集能耗增加。通過(guò)對(duì)工藝中煙氣進(jìn)行回流,增加膜組件的階數(shù)可以提升工藝的整體捕集性能,但需要權(quán)衡回流氣中CO2的物質(zhì)的量與純度；優(yōu)化第二階膜組件兩側(cè)壓力條件可以降低工藝的總膜面積,提升工藝的捕集性能。膜——低溫深冷集成工藝通過(guò)煙氣回流和增加膜組件階數(shù)可以增加CO2的捕集率,集成工藝捕集率受膜分離單元的捕集率影響較大。增加回流氣中CO2的純度可以改善膜分離單元的捕集性能,集成工藝捕集率的變化同時(shí)與回流氣中CO2的物質(zhì)的量有關(guān)。通過(guò)優(yōu)化集成工藝的操作條件可以降低集成工藝的單位捕集能耗,使其整體捕集性能優(yōu)于膜分離工藝。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：X757
【圖文】：

２０１６年全球粗鋼產(chǎn)量比２００６年總量增加了邋３０％。中國(guó)是所有國(guó)家中粗逡逑鋼產(chǎn)量增速最快的國(guó)家，１９６７年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的２．１°／。，２０１６年增長(zhǎng)逡逑到４９．６％，是２００６年粗鋼產(chǎn)量的１．９倍［９１，全球粗鋼歷年產(chǎn)量如圖１－３所示。逡逑１８００邋－Ｉ邐逡逑１６００邋邐逡逑１４００邋－邋邐邐■邐邐．．．邐￣逡逑１２００邋邐邐邐邐逡逑g邋１０００邋邐逡逑ｇ邋８００邋１邐▲邋？邋？邐——逡逑６００邋邐＊邐邐邐逡逑４００邋－�。捱姟娺姟义希玻埃板澹捱婂义希斑姡姡蛇姡边姡蛇姡窟姡保⑦姡卞澹姡慑义希保梗担斑姡保梗叮斑姡保梗罚斑姡保梗福斑姡保梗梗斑姡玻埃埃斑姡玻埃保斑姡玻埃玻板义蠄D１－３全球粗鋼年產(chǎn)量｜９）逡逑鋼鐵行業(yè)煉鋼工藝主要分為２種，高爐——轉(zhuǎn)爐工藝（ＢＦ－ＢＯＦ）工藝和電弧逡逑爐工藝（ＥＡＦ），鋼鐵生產(chǎn)工藝如圖１－４所示。鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中Ｃ０２的排放途徑有２逡逑種，包括工藝過(guò)程排放的Ｃ０２以及生產(chǎn)過(guò)程消耗的化石能源排放的Ｃ０２＿。逡逑２逡逑

－邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐１逡逑電力行業(yè)：邋２９％逡逑Ｉ邐ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐！邐Ｉ逡逑？邐Ｉ邐ｔ邐Ｉ邐！邐ｉ邐Ｉ逡逑運(yùn)輸行業(yè)卜４％邋｜逡逑＿邐Ｉ邐Ｉ邐？邐Ｉ邐？邐Ｉ逡逑Ｉ邐Ｉ邐ｔ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐！逡逑讓筑行、丨ｋ邐；８％逡逑＿邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ逡逑ｉ邐ｔ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑其它轉(zhuǎn)化行業(yè)４％逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ邐Ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑￣邐ｉ邐Ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑農(nóng)業(yè)＿邋３％：邐｜邐；逡逑ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ邐：逡逑ＩＩ邐｜邐！邐！邐Ｉ邐ｋ逡逑０邐５０邐１００邐１５０邐２００邐２５０邐３００邐３５０逡逑Ｃ０２減排量／Ｇｔ逡逑圖１－２邋２０５０年（２ＤＳ）情景下Ｃ０２累計(jì)減排量ｍ逡逑從上世紀(jì)５０年代以來(lái)鋼鐵產(chǎn)量總體上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，２０００年以來(lái)全球粗增加，２０１６年全球粗鋼產(chǎn)量比２００６年總量增加了邋３０％。中國(guó)是所有國(guó)量增速最快的國(guó)家，１９６７年中國(guó)粗鋼產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的２．１°／。，２０１６４９．６％，是２００６年粗鋼產(chǎn)量的１．９倍［９１，全球粗鋼歷年產(chǎn)量如圖１－３所示。逡逑－邐逡逑

；邐：邐￣￣Ｉ：逡逑圖ｉ－５典型鋼鐵ｒ生產(chǎn)過(guò)程中ｃ0２排放示意圖１１１１逡逑從鋼鐵廠生產(chǎn)過(guò)程的角度考慮，高爐煤氣（ＢＦＧ）是最大的碳排放源，約占鋼逡逑鐵廣（：０２排放總量的６９％１１１＇１４１。因此，高爐煤氣的Ｃ０２捕集對(duì)鋼鐵行業(yè)的０）２減逡逑３逡逑

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9 肇德勝;田景長(zhǎng);李永勝;;高爐煤氣重力除塵器提高除塵效率實(shí)驗(yàn)研究[A];第七屆(2009)中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（上）[C];2009年

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