Технология восстановления, сжижения и очистки на производственных установках жидкого углекислого газа быстро развивалась в последнее десятилетие. Хотя сырье поступает из разных источников, используемые пути процесса схожи, которые являются не более чем сжатием газа, очисткой, сжижением охлаждения и дистилляцией.
технология восстановления сжижения и очистки завода по производству жидкого углекислого газа
Технология восстановления, сжижения и очистки на производственных установках жидкого углекислого газа быстро развивалась в последнее десятилетие. Хотя сырье поступает из разных источников, используемые пути процесса схожи, которые являются не более чем сжатием газа, очисткой, сжижением охлаждения и дистилляцией. Просто процесс очистки отличается, а качество и энергопотребление полученных жидких продуктов диоксида углерода совершенно отличаются. Независимо от качества жидкого продукта диоксида углерода, большинство из них используют низкотемпературный процесс сжижения в своем производственном процессе, то есть газ CO2 при нормальном давлении подвергается давлению до 2,0 ~ 3,0 МПа, а при соответствующей температуре насыщения холодильный блок используется для поглощения скрытого тепла для его сжижения.
Сжижение при низких температурах Существует множество зрелых технологий в отрасли производства жидкого CO2 и его утилизации, однако проблемы высокого энергопотребления и высокой стоимости утилизации и сжижения CO2 по-прежнему актуальны. Хотя многие компании по сжижению CO2 провели множество исследований и эксплорирования в области оптимизации процессов оборудования и энергосберегающей модернизации и достигли хороших результатов, энергопотребление на единицу продукции (тонну продукта) все еще высоко. В настоящее время потребление электроэнергии на тонну продукции сырого CO2 газа с чистотой более 95% составляет 190–230 кВт·ч, а потребление электроэнергии на тонну продукции сырого CO2 газа с чистотой 80–90% превышает 250 кВт·ч, а некоторые предприятия потребляют около 270 кВт·ч. Общее энергопотребление высокое, что сильно отличается от теоретического значения и существенно влияет на стоимость утилизации и сжижения CO2 для предприятий, особенно на фоне вялого рынка жидкого CO2 в последние годы, что оказывает серьезное влияние на экономическую эффективность предприятий по утилизации и сжижению CO2.
анализирует весь процесс сжижения и очистки CO2. Каждый процесс влияет на энергопотребление и стоимость его продукции, но энергопотребление процесса в основном сосредоточено в двух ключевых процессах — сжатии и сжижении сырого газа.
Краткий анализ распределения энергопотребления в процессе сжижения и очистки CO2
Беря в качестве примера определенный сырой газ CO2, мы моделируем процесс в соответствии с общим процессом с помощью программного обеспечения Aspen Plus и анализируем потребление энергии в процессе.
В процессе сжижения и очистки CO2 потребление электроэнергии для сжатия и охлаждения в основном составляет потребление электроэнергии всего процесса. Снижение энергопотребления на сжатие и охлаждение является ключом к сжижению CO2.
Достижение сокращения выбросов CO2 в промышленном производстве — это серьёзная задача и важный технический путь для борьбы с глобальным потеплением. Технология уловления жидкого CO2 в установках была разработана в определённой степени, среди которых криогенный метод сжижения является осуществимым и экономичным. Программное обеспечение для симуляции процессов Aspen Plus использовалось для моделирования всего процесса криогенной жидкости и разделения CO2. Были выбраны три метода физических свойств для моделирования и анализа линии точки росы пузырьков смешанного газа, а уравнение состояния PR (Пэн Робинсон) было выбрано в качестве метода физического свойства этого процесса. Были проанализированы влияние давления и температуры жидкости на скорость сжижения смешанного газа и чистоту CO2. Оптимальные условия жидкости определялись с целью скорости жидкости CO2 не менее 90% и чистоты не менее 99,5%. Для минимизации энергопотребления были оптимизированы параметры процесса, такие как поток охлаждающей среды, разница температур конденсации и температура испарения. При оптимальных условиях скорость жидкости CO2 достигала 91,80%, чистота — 99,50%, а минимальное общее энергопотребление на единицу сжижения составляло 12,22 кВт·ч/кмоль.
Глобальное потепление принесло миру значительные последствия, включая частые природные катастрофы, экологические проблемы и даже вред здоровью человека. Чрезмерные выбросы CO2 считаются важной причиной глобального потепления. Согласно сообщениям, общие глобальные выбросы CO2 в 2022 году составили около 368×108 тонн, что на 0,9% больше по сравнению с 2021 годом — рекордно высокий показатель. Среди них промышленный производственный процесс является одним из основных источников выбросов CO2, всего производится 106,4×108 т CO2. Поэтому достижение сокращения выбросов CO2 в промышленном производстве — это сложная задача и важный технический путь для борьбы с глобальным потеплением.
завод по производству жидкого CO2 Улавливание, использование и хранение углерода (CCUS) — это технически осуществимый метод, который может значительно сократить выбросы CO2 в промышленном производстве и широко применяется в промышленном производстве. В настоящее время технология захвата CO2 была разработана в определённой степени. В зависимости от различных механизмов захвата он может делиться на абсорбцию (физические и химические методы), адсорбцию, мембранное отделение, криогенное разжижижение, химическую циркуляцию и другие методы. У каждого метода есть свои плюсы и минусы. Подходящий метод уловления углерода может быть выбран в зависимости от различных источников углерода и требований к процессу. Считается, что метод жидкости при низких температурах подходит для разделения газов с высокой концентрацией CO2, обладает практической возможностью и экономическим преимуществом.
Отечественные и зарубежные исследователи провели множество исследований процесса захвата высококонцентрационных CO2-смешанных газов с помощью низкотемпературного сжижения. Эти исследования показали уникальные преимущества жидкости при низких температурах в разделении высококонцентрационного CO2.
Он предотвращает пополнение растворителей и выбросы потенциально вредных химикатов, может отделять CO2 при более низких давлениях, нечувствителен к примесям и зрелый в индустриализации. Однако метод низкотемпературного сжижения также имеет недостатки, такие как высокое энергопотребление и плохой эффект разделения для низкоконцентрационных CO2-смешанных газов.
Поэтому изучение и скрининг условий процесса, подходящих для разделения высококонцентрационного CO2, имеют важное теоретическое и практическое значение для энергосбережения и снижения выбросов в процессе разделения высококонцентрационного CO2 путём низкотемпературного сжижения.