液体膨胀机在低温甲醇洗工艺中的应用及优化

曲耀鹏; 宋鹏; 孙金菊

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (4) : 203 -212.

曲耀鹏, 宋鹏, 孙金菊

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摘要

为降低低温甲醇洗工艺能耗，提高CO₂捕获量，提出在不同位置使用液体膨胀机替换节流阀的方案。采用Aspen Plus软件模拟传统低温甲醇洗工艺（方案0）,物性方法选用CPA（cubic-plus-association）模型，使用实验数据回归的二元交互参数进行修正，结果发现主要流股与实际数据的标准偏差均小于1%。使用富碳膨胀机、富硫膨胀机、同时使用富碳/富硫膨胀机替换节流阀（方案1～3）以改进工艺。以敏感性参数为优化变量，综合考虑热能、冷能和电能的不同品位，以单位CO₂捕获能耗最低为目标优化工艺参数，得到优化后的方案1～3。与使用节流阀的工艺进行比较，结果表明：方案1～3使单位CO₂产品能耗分别降低了11.75%、12.38%和22.90%,优化后的方案1～3进一步降低了6.05%、5.59%和4.47%;方案1～3的（火用）效率分别提高了1.23%、1.23%和2.48%,优化后进一步提高了0.20%、0.15%和0.15%;不同位置的膨胀机均能带来经济收益，不同的是，优化后方案小幅提高了富硫膨胀机的收益，但大幅降低了富碳膨胀机的收益。该研究可为液体膨胀机的工业化应用提供借鉴。