天然气电厂新型多元胺基CO<sub>2</sub>吸收剂试验与应用研究

黄忠源; 金绪良; 孟凡钦; 殷爱鸣; 张丽; 陈绍云

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.23157

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天然气电厂新型多元胺基CO₂吸收剂试验与应用研究

碳中和 | 更新时间：2025-07-29

- 天然气电厂新型多元胺基CO₂吸收剂试验与应用研究
- Experimental and Application Research of Novel Polyamine-Based CO₂ Absorbents in Gas-Fired Power Plants
- 发电技术 2025年46卷第2期页码：304-313
- 作者机构：
  
  1.中国大唐集团科学技术研究总院有限公司华北电力试验研究院，北京市石景山区 100040
  2.精细化工全国重点实验室(大连理工大学化工学院)，辽宁省大连市 116081
- 作者简介：
  
  [ "黄忠源(1986)，男，博士，高级工程师，主要从事火力发电企业二氧化碳减排技术研究，huangzhongyuan@cdt-kxjs.com；" ]
  [ "陈绍云(1981)，男，博士，高级工程师，主要从事碳捕集、提纯、综合利用以及运输安全等相关科研与工程项目的研究，chensy@dlut.edu.cn。" ]
- 基金信息：
  
  新疆维吾尔自治区重点研发计划项目(2022A01002-1)
- DOI：10.12096/j.2096-4528.pgt.23157
  中图分类号： TK 09;TM 611.24
- 收稿日期：2024-03-02，
  
  修回日期：2024-07-01，
  
  纸质出版日期：2025-04-30
- 稿件说明：
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黄忠源,金绪良,孟凡钦等.天然气电厂新型多元胺基CO₂吸收剂试验与应用研究[J].发电技术,2025,46(02):304-313.

HUANG Zhongyuan,JIN Xuliang,MENG Fanqin,et al.Experimental and Application Research of Novel Polyamine-Based CO₂ Absorbents in Gas-Fired Power Plants[J].Power Generation Technology,2025,46(02):304-313.
黄忠源,金绪良,孟凡钦等.天然气电厂新型多元胺基CO₂吸收剂试验与应用研究[J].发电技术,2025,46(02):304-313. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23157.

HUANG Zhongyuan,JIN Xuliang,MENG Fanqin,et al.Experimental and Application Research of Novel Polyamine-Based CO₂ Absorbents in Gas-Fired Power Plants[J].Power Generation Technology,2025,46(02):304-313. DOI： 10.12096/j.2096-4528.pgt.23157.

摘要

目的

燃烧后化学吸收CO

捕集技术因运行能耗和总成本较高，其在燃气电厂规模化脱碳工程应用仍较少。为降低其能耗，特别是再生能耗，有必要进行试验研究以提高化学吸收剂的性能。

方法

通过组成设计、实验室小型试验装置测试研究和工程测试验证，开发了2种新型多元胺吸收剂。

结果

与乙醇胺(MEA)相比，19%二乙氨基乙醇+9%哌嗪+2%乙醇胺(DT01-5)和20% 1

4-丁二胺+5%甲基二乙醇胺+5% 2-氨基-2甲基-1-丙醇(DT02-3)这2种多元胺的吸收负荷、吸收速率、解吸速率、循环容量性能明显提升，理化性质接近工业装置常用的30% MEA。通过2 m

/h小型试验装置测试，2种吸收剂的能耗与MEA相比分别降低了15.84%和9.32%。3 000 m

/h工业测试结果表明：与MEA相比，2种吸收剂的再生热耗分别降低了32.89%和39.52%，捕集电耗分别降低了9.83%和16.14%，其他性能指标均有不同程度的提升，运行总成本分别下降了25.95%、34.14%。

结论

所开发的2种新型多元胺吸收剂均有较好商业应用潜力。

Abstract

Objectives

Currently

chemical absorption CO

capture technology used in post-combustion is rarely applied in large-scale decarbonization projects in gas-fired power plants due to its high operational energy consumption and total costs. In order to reduce the energy consumption

particularly the regeneration energy consumption

it is necessary to carry out experimental research to improve the performance of chemical absorbents.

Methods

Two novel polyamine-based absorbents are developed through composition design

laboratory testing with small-scale experimental setups

and engineering validation.

Results

Compared to monoethanolamine (MEA)

the two polyamine absorbents—19% diethylaminoethanol + 9% piperazine + 2% MEA (DT01-5) and 20% 1

4-butanediamine + 5% methyldie-thanolamine+5% 2-amino-2-methyl-1-propanol (DT02-3)—significantly improve absorption loading

absorption rate

desorption rate

and cyclic capacity. Their physicochemical properties are close to those of the 30% MEA commonly used in industrial plants. Through testing on a 2 m

/h small-scale experimental setup

the energy consumption of the two absorbents is reduced by 15.84% and 9.32%

respectively

compared to that of MEA. The 3 000 m

/h industrial test results show that the regeneration heat consumption of the two absorbents decreases by 32.89% and 39.52%

respectively

compared to MEA

while the capture power consumption decreases by 9.83% and 16.14%

respectively. Additionally

other performance indicators improve to varying degrees

resulting in total operating cost reductions of 25.95% and 34.14%

respectively.

Conclusions

The two novel polyamine absorbents demonstrate strong potential for commercial applications.

关键词

Keywords

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