用中试蒸馏塔实现燃煤烟气90%二氧化碳的封存

二氧化碳是用两步蒸馏法从烟气中去除的。一种半工业规模精馏系统允许客户测试各种系统参数并证明新的CO2拆卸技术

蒸馏系统

客户:Akermin公司。

业内人士：燃烧后二氧化碳电力公用事业捕获

关键工程特点:

• 紧凑的脚印：51英尺高，蒸馏39,000英镑飞行员植物滑雪
• 由多个管道线轴组成的两个填充蒸馏塔，额定120psig为266华氏度，充分真空
• 用于在第二柱中产生CO2剥离的蒸汽的再锅炉
• 整个系统的液压测试完成，以检查泄漏
• 滑动框架和承载构件的FEA分析
• 压缩管和配件来自Swagelok
• DeltaV DCS控制系统
• 一级，一级系统

核心的挑战:

• 电厂安装地点指的是工业蒸馏系统不能在电厂制造，因为
  对焊接、金属剪切和其他制造任务的严格限制。
• 尖端技术要求具有大量仪器，灵活的操作参数和广泛数据收集的先导蒸馏系统
• 安装后实验过程中所要求的包装更改
• 紧凑的占地面积加上大量的设备和仪器需要仔细规划
• 材料介绍和拆卸，仪表放置和接入点需要仔细放置包装和分配器板之间的小隙
• 沉重的防滑需要仔细调整结构构件的尺寸。滑橇是垂直建造和重新定位水平运输，这需要仔细规划蒸馏滑橇的提升，运输和安装

史诗的解决方案

前端工程/设计工程

作为彻底调查的一部分前端工程（费用）阶段，EPIC为客户提供了实验室规模的测试数据和工艺流程图(PFD)，并开发了管道和仪表图(P&ID)。在Akermin和EPIC团队的协作下，蒸馏中试装置的设计在前端工程阶段进行了至少5次重大修改。

在蒸馏塔中迭代所需压力和温度分布的范围就是这些协同变化的一个例子。阿克明的预算无法承担建造能够承受最初提议的温度范围和压力的柱子的费用。通过将这些配置文件缩小到可以证明可扩展性的关键范围，EPIC帮助Akermin实现了试点方案T.适用于预算和技术能力的大小。

史诗蒸馏专家建议使用不锈钢管。管道更快地安装，成本较少，工艺系统操作参数不需要管道。史诗是内部TIG焊接，但它是合作决定使用的接头锁紧螺母管配件代替TIG焊接结构，成本和时间优势。添加视线，所以akermin可以在柱内视觉验证流动。

在这期间制定了起重计划。起重机尺寸和位置、运输方法和垫木尺寸由EPIC预先规划，并在制造前由Akermin批准。起重计划还彻底检查了通往公用设施最终休息地的路径，确保撬块尺寸适合任何受限空间。

在双方达成共识后，蒸馏放大模型完成。最终的防滑设计包括以下内容:

• 一种橇装模块化设计允许安全且及时的场外建设
• 两个40英尺以上的蒸馏塔
• Looped CO2隔离系统包括：
  • 使用碳酸钾溶液捕获CO 2的吸收柱。
  • 使用蒸汽与浓溶液分离的剥离柱
  • 水/蒸汽连续循环
  • 脏液/干净液循环处理烟气
• 滑块的可拆卸部分，以允许包装变化以供将来的测试
• 进第二塔蒸馏效率试验液体的替代倾倒高度
• 各种测试设备，包括温度传感器，烟道流量计，视镜，和样品端口之间的包装
• 分配器之间的填料，以确保与柱填料均匀接触
• 不锈钢管和压缩接头代替TIG焊管，减少不必要的开支。

EPIC经验证的解决方案

环境问题正促使公用事业工厂和其他制造商寻找一种成本效益高的方法来减少二氧化碳排放。这试验工厂的过程正在测试一种从电厂烟道(或废气)中去除二氧化碳的实验性新技术。该技术的成功需要在发电厂试验场清除90%的二氧化碳。

Akermin的技术将一种特殊的酶集成在专利的、可渗透的聚合物薄膜中，以创建一个生物催化剂递送系统。该系统可用于广泛的胺类溶剂或盐溶液中加速二氧化碳的吸收。对于这个试点项目，Akermin选择用碳酸钾(K2C03)溶液测试生物催化剂，并将聚合物薄膜应用于规整填料。CO2去除效率、生物催化剂速率提高和最佳运行包络线都是Akermin正在用这个中试装置测试的参数。

稀钾溶液从吸收柱顶部涓流，烟气从底部上升。风扇可帮助向上吹烟气，柱子在略微1.5 psi压力下运行。富含溶液AKA CO2注入的碳酸钾，从第一柱的底部除去并引入剥离柱的顶部或中间。从锅炉的蒸汽从柱子的底部升起并从富溶液中从柱子的底部升起（或分离）CO 2。

二氧化碳和蒸汽作为馏出物从塔中冒出，贫液循环回吸收塔，吸收更多的二氧化碳。充满二氧化碳的蒸汽被冷凝，二氧化碳被隔离在一个储存罐中。凝结水被送至再锅炉并变回蒸汽。定期向不断循环的溶液中添加少量新鲜碳酸钾。

阿克明正在测试倾倒到第二柱的富溶液的位置。塔液的含量越高，完成蒸馏所需的温度就越大。如果解决方案可以在柱中倾倒，并且仍然实现90% CO2去除的目标，就可以实现节能。

在列中使用了规整填料。阿克明已经使用空白(未处理)包装完成了基线测试。该填料最近已被移除，取而代之的是涂有阿克明生物催化剂输送系统的相同填料。EPIC设计的柱，以允许包装更换。两个可拆卸的钢结构部分可以从蒸馏橇分离，以便进入塔和填料。

精馏塔规格和撬板布局为精馏塔中试装置需要两周的工程设计工作。试验工厂的占地面积被设计得很小，但很多设备必须安装在蒸馏橇上。材料的引入和去除是在填料之间的紧密区域内实现的。

因为蒸馏系统是一个测试模块，所以大量的仪器都是由Akermin指定的。放置以防止干扰每一个仪器是至关重要的。探头、喷嘴和阀门被小心地放置在填料和分配板之间，并正确地面向操作人员和维护人员。

二氧化碳浓度通过每个包装底部的一系列样品端口进行检查。液体流过色谱柱是通过视镜来验证的。温度变送器实时馈送各柱段的温度曲线。在每一层包装之间放置分配器，收集沿柱壁向下移动的液体。在通过下一层填料之前，液体被分配器重新输送到柱的中心。

对DeltaV集散控制系统进行了编程、安装和测试。在中试装置橇块装运之前，对设备和控制装置进行了功能测试。

Akermin完全密切相关试点厂装配，制造和测试．他们至少完成了一打攻略。阿克敏的工艺技术知识和EPIC的模块化蒸馏系统知识相辅相成，创造了一个成功的蒸馏橇。这是客户提供工艺技术和EPIC系统的一个典型例子，设计和制造最有效的资金，最快的上市时间实施该技术。

“即插即用”滑块安装在公用事业设备上平稳，工厂过程和公用设施无痛。

模块化防滑设计为客户提供了一个主要优势。发电厂有许多危险的元素和严格的限制。焊接，金属剪切，或者其他任何可能引起火花的东西，在危险区域是非常难以协调的。

事实证明，围绕发电厂运行安排工作既困难又昂贵。一个模块化撬允许蒸馏装置以安全和及时的方式建造。导滑器完全投入使用，在现有作业中安装所需的停机时间最少。访问我们的模块化的优点页面来了解为什么EPIC提倡对大多数进程系统采用模块化方法。

影响

• 成功的技术扩展
• 为客户提供灵活的解决方案，允许测试两种特定的倾倒高度和包装类型
• 由于模块化设计和非现场制造，更快和更安全的防滑制造和安装
• 通过削减不必要的成本和改进经营范围来达到预算目标

为什么是史诗般的模块化过程?

流程设计公司可帮助您设计，制造和整合适当的过程解决方案，从而提高您的制造过程。Epic认为我们可以通过以下方式帮助您“更好”：

• 利用前端工程以确保在项目范围开发期间采取适当的步骤
• 将大多数工艺系统设计为模块化的滑块，这通常可以节省时间、金钱，并创建一个更有效的解决方案
• 在整个项目过程中指定一个单独的直接联系人
• 利用我们的工厂工程经验帮助客户识别需求，确定目标，并提供最合适的制造设备
• 保持开放式门户政策促进创新。我们邀请客户访问史诗试验推动传统工程限制的新工艺，技术和技术。
• 传授我们提供的系统和设备的知识(而不仅仅是基本的培训)

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