1. 研究目的与意义
全球工业化进程的加快使二氧化碳的排放量越来越大，并带来严重的环境污染，随着2012年后京都时代的到来，温室气体排放将随着经济的加速发展而急剧上升。20 世纪全球平均温度升高了0. 6℃，近30年来温度升高速度明显加快，全球变暖给人类带来的危害是多方面的，严酷的天气类型、海平面上升造成的陆地减少、影响自然生态系统、破坏生物多样性、物种灭绝等等。全球变暖的现实正不断的向人类敲响警钟，二氧化碳产生的温室效应已经成为全球最为热点的问题之一。减少二氧化碳排放是国际社会可持续发展所面临的一项重要任务。火力发电厂是二氧化碳排放大户，排放量约占总量的50%。预测表明，到2025年前后，我国的二氧化碳排放总量很可能超过美国，居世界第一位；从人均来看，目前我国人均二氧化碳排放量低于世界平均水平，到2025年可能达到世界水平，届时虽然仍低于发达国家人均二氧化碳排放水平，但已丧失人均二氧化碳排放水平低的优势。CO2作为一种廉价而易得的碳源也已引起了全球各国科学家的广泛关注，针对于二氧化碳的捕集、封存及利用技术（CCSU）就是旨在将温室气体捕集回收储存于各种介质中，或利用其进行各种高附加值化工产品的生产加工。
本设计比较多种捕集技术的优缺点，从中选取较优方案进行进一步优化，实现CO2的合理捕集应用。探索最为可行、最经济的可以应用于烟道气中CO2的捕集方法。目前一些依靠新的CO2吸收剂开发的工艺已经应用于工业生产，这些新的CO2捕集工艺大幅度地减少了捕集CO2的成本。2. 国内外研究现状分析
美国future gen（未来发电）计划：2005年12月，美国能源部与美国未来电力企业联盟（futuregen industry alliance）正式签署协议，计划建造一座集二氧化碳捕集和封存、发电、制氢于一体的研究性电厂。futuregen计划是将煤炭用氧气、水蒸汽气化产生一氧化碳和氢气，再将一氧化碳经变换反应生成二氧化碳和额外的氢气。将氢气和二氧化碳分离后，氢气直接用于燃气蒸汽联合循环发电产生电力。而二氧化碳则泵送到几千尺深的盐水井中液化贮存（也可贮存在采空的煤矿井和枯竭的石油井中）。许多公司都参与其中，包括美国的peabodyenergy corp.、英澳公司必和必拓（bhp billiton ltd.）、力拓公司（rio tinto）、中国的华能集团等。由于资金问题，项目目前处于暂停状态。
中国greengen（绿色煤电）计划：2005年12月，由中国华电等能源、投资国有大企业联手组建的以研发、建设、运营我国第一个拥有自主知识产权的近零排放的绿色煤电示范电站为最终目标的绿色煤电有限公司宣告成立。绿色煤电的目标是研究开发和示范推广以整体煤气化联合循环(igcc)为基础，以煤气化制氢、氢气轮机联合循环发电和燃料电池发电为主、并进行co2分离和处理的煤基能源系统；大幅度提高煤炭发电效率，使煤炭发电达到污染物和co2的近零排放。绿色煤电计划主要涉及以下几个关键技术：大型高效煤气化技术、煤气净化技术、氢气轮机发电技术、燃料电池发电技术、膜分离技术、co2封存技术、系统集成技术。绿色煤电计划分为三个阶段，将用十余年的时间建设一座400mw的绿色煤电近零排放示范电站。目前第一阶段250mw igcc电站已经进入施工安装期，预计2010年底投入运行。
zerogen计划：zerogen项目由澳大利亚昆士兰州政府所有的电力公司stanwell corp.牵头荷兰皇家壳牌有限公司（royal dutch shell plc）和美国的通用电气公司（general electric co.）提供技术支持。zerogen项目旨在将煤转化成富氢气体和高压二氧化碳，通过燃烧这种气体来驱动一台高效涡轮机发电，二氧化碳通过管道被输送到约220公里以外的地方，然后被埋存于地下盐水层中。
3. 研究的基本内容与计划
设计内容：
针对火力发电厂脱硫除尘后的烟道气体进行脱碳方案比较，要求捕集率不低于80%。进行比较的脱碳方案有：mea法和氨法吸收。利用aspen plus仿真模拟软件对化学吸收解析的脱碳过程比较与优化，选用合理热力学模型及反应动力学参数，采用redfrac模块建立氨法吸收仿真模型，对吸收剂浓度、吸收套件、解析条件、吸收及解析塔主要参数进行优化设计，确定最优捕集效果。流程如下：原料气经换热器（heatx模块）-加压（pump模块）由塔釜进入吸收塔，吸收剂（mea溶液或氨溶液）由塔顶喷淋，氨气由塔顶排除进入水洗塔，混合气体侧线排出，经过三次闪蒸三次压缩（pump模块）得到高纯度气体，混合液体又塔釜排出，经过加热器（heatx模块）-解析塔再通过换热器（heatx模块）得到氨气。在优化脱碳方案的基础上进行节能模拟，利用pinch夹点技术对脱碳工段热量利用进行合理集成。
给出脱碳过程的工艺流程图及车间布置
4. 研究创新点
本设计是利用新型仿真模拟软件aspen plus对co2的捕集进行模拟，对各种脱碳方案进行比较。
通过本次设计进一步掌握了aspen plus软件的应用和对脱碳工艺的认识。
并对方案进行了节能模拟，提高了利用率，节约成本。
