中试蒸馏塔实现燃煤烟气中90%二氧化碳的隔离

在两步蒸馏过程中，从烟气中去除CO2。A.中试蒸馏系统允许客户测试各种系统参数，并验证一种新的CO2去除技术

精馏系统

客户：阿克明公司。

工业:电力设施用燃烧后二氧化碳捕获

主要工程特点：

• 紧凑的足迹:51英尺高，39000磅蒸馏试验厂打滑
• 两个填料蒸馏塔由多个管道阀芯组成，在266华氏度全真空下额定120 psig
• 用于产生蒸汽用于第二塔的二氧化碳汽提的再沸器
• 完成整个系统的水压试验，以检查是否存在泄漏
• 防滑框架及承重构件的有限元分析
• 世伟洛克的压缩管和配件
• DCS控制系统
• 第1类，第1分部系统

核心的挑战:

• 发电厂的安装位置意味着工业蒸馏系统由于以下原因，无法在发电厂制造：
  严格限制焊接、金属剪切和其他制造任务。
• 尖端技术需要大量的仪表、灵活的操作参数和广泛的数据收集的中试蒸馏系统
• 安装后试验过程所需的填料变更
• 紧凑的占地面积和大量的设备和仪表需要仔细的规划
• 材料的导入和移除、仪器的放置和存取点需要在包装和分配器板之间的小间隙中小心放置
• 严重的防滑要求对结构构件的尺寸进行仔细的确定。滑块是垂直建造的，并重新调整为水平方向以便运输，这需要仔细规划蒸馏滑块的提升、运输和安装

史诗的解决方案

前端工程/设计工程

作为彻底改革的一部分前端工程(费用)阶段，EPIC接受了客户提供的实验室规模试验数据和工艺流程图（PFD），并制定了管道和仪表图（P&ID）。蒸馏中试装置的设计在前端工程阶段经历了至少五次重大修改，Akermin和EPIC作为一个团队合作。

在蒸馏塔内迭代所需的压力和温度分布范围就是这些协同变化的一个例子。阿克敏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成本。通过将这些配置文件缩小到能够证明可伸缩性的关键范围，EPIC帮助Akermin达到了试点方案t在预算和技术能力方面合适的规模。

EPIC蒸馏专家建议采用不锈钢管。油管安装速度更快，成本更低，工艺系统运行参数不需要管道。EPIC进行内部TIG焊接，但它是由合作决定使用的世伟洛克管接头而不是TIG焊接结构的成本和时间优势。添加了视镜，这样Akermin可以直观地验证柱内的流动。

在FEE期间开发了一个提升计划。在进行制造前，EPIC预先规划了起重机的尺寸和放置、运输方法和滑道的尺寸，并得到了Akermin的批准。提升方案还彻底检查了通往公用设施工厂最终休息处的路径，确保滑块尺寸能够适应任何受限的空间。

在双方方案达成一致后，完成蒸馏放大建模。最终的防滑设计包括以下内容:

• 一个橇装模块化设计确保安全、及时地进行非现场施工
• 两个40英尺以上的蒸馏塔
• 环状二氧化碳封存系统包括:
  • 用碳酸钾溶液捕获二氧化碳的吸收塔。
  • 用蒸汽将二氧化碳从富溶液中分离出来的汽提塔
  • 水/蒸汽连续循环
  • 用于处理烟气的脏溶液/清洁溶液回路
• 滑橇的可拆卸部分，以备将来更换包装时进行测试
• 用于蒸馏效率测试的液体进入第二塔的替代倾倒高度
• 各种测试设备，包括温度传感器，烟道流量计，视镜，包装之间的样品端口
• 填料层之间的分配器，确保与柱填料均匀接触
• 不锈钢管和压缩配件代替TIG焊接管道，以减少不必要的开支。

史诗已被证实的解决方案

对环境的担忧正促使公用事业工厂和其他制造商寻找一种成本有效的方法来减少二氧化碳排放。这中试工艺正在测试一项从电厂烟道（或废气）中去除二氧化碳的实验性新技术。在发电厂试验现场，二氧化碳的去除率达到90%，这项技术才算成功。

Akermin的技术将一种特殊的酶与专有的可渗透聚合物膜相结合，形成一种生物催化剂输送系统。该系统可用于加速各种胺溶剂或盐溶液的CO2吸收。对于该试点项目，Akermin选择用碳酸钾（K2C03）溶液测试生物催化剂，并将聚合物膜应用于规整填料。二氧化碳去除效率、生物催化剂速率提高和最佳操作范围都是阿克明在该中试装置上测试的参数。

稀薄的碳酸钾溶液从吸收塔顶部滴下，烟气从底部上升。一个风扇帮助将烟道向上吹气，并且柱在1.5 psi的压力下运行。富溶液，即CO2注入碳酸钾，从第一柱的底部取出，并引入到汽提塔的顶部或中间。再沸器的蒸汽从塔底升起，将二氧化碳从富溶液中剥离(或分离)。

二氧化碳和蒸汽作为馏分从塔中上升出来，稀溶液循环回吸收塔，吸收更多的二氧化碳。含二氧化碳的蒸汽被冷凝，二氧化碳被隔离在一个储罐中。冷凝水被送至再沸器，又变成蒸汽。定期向不断循环的溶液中加入少量新鲜碳酸钾。

Akermin正在测试富解决方案转储到第二列的位置。引入的塔液越高，完成蒸馏所需的温度就越高。如果溶液可以在柱中倾倒，同时仍能实现90%的CO2去除目标，则可以实现节能。

柱内采用规整填料。Akermin使用空白(未处理)填料完成了基线测试。该填料最近已被移除，取而代之的是涂有Akermin生物催化剂输送系统的相同填料。EPIC设计的柱允许包装更换。两个可拆卸的钢结构部分可以从蒸馏橇上分离，以便进入塔和填料。

蒸馏中试装置的蒸馏塔规范和撬块布局需要两周的工程设计工作。中试工厂的占地面积设计得很小，但很多设备必须安装在蒸馏橇上。材料的引入和移除是在填料之间的紧密区域内完成的。

Akermin要求使用大量的仪器，因为蒸馏系统是一个测试模块。放置以防止与每个仪器的干扰是至关重要的。探头、喷嘴和阀门被小心地放置在填料和分配板层之间，并正确地朝向操作人员和维护人员。

二氧化碳浓度是通过每个包装套件底部的一系列样品端口来检查的。通过视镜来验证液体流过色谱柱。温度变送器为柱的每个部分的温度剖面提供实时馈送。分配器被放置在每一层包装之间，以收集沿柱壁向下移动的液体。在通过下一层填料之前，液体由分配器重新输送到塔的中心。

对DeltaV DCS控制系统进行了编程、安装和测试。设备和控制装置在中试工厂橇装运输之前进行了功能测试。

阿克敏自始至终都密切参与其中中试工厂组装、制造和测试. 他们至少完成了一打演练。Akermin的工艺技术知识与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。这是一个典型的例子，客户提供工艺技术和EPIC系统，设计和制造资本效率最高、上市时间最快的技术实施。

“即插即用”滑块顺利安装在公用设施工厂，工厂流程和公用设施连接轻松完成。

模块化防滑设计为客户提供了一个主要优势。发电厂有许多危险元素和严格的限制。焊接，金属剪切，或任何其他可能导致火花的东西，在危险区域是极其困难的。

事实证明，围绕发电厂运行安排工作是困难和昂贵的。一个模块化滑橇允许蒸馏装置以安全和及时的方式建立。先导滑块完全投入使用，并在现有作业中最短的停机时间内完成安装。访问我们的优势模块化第页了解为什么EPIC提倡对大多数过程系统采用模块化方法的更多信息。

影响

• 成功的技术扩大
• 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
• 模块化设计和非现场制造使撬块制造和安装更快、更安全
• 通过削减不必要的成本和细化经营范围，达到预算目标

为什么是EPIC模块化过程？

工艺设计公司帮助您设计、制造和集成适当的工艺解决方案，以改善您的制造工艺。EPIC相信我们可以通过以下方式帮助您“做得更好”:

• 利用前端工程确保在项目范围开发过程中采取适当的步骤
• 将大多数流程系统设计成模块化的滑道，这通常可以节省时间和金钱，并创造出更有效的解决方案
• 在整个项目期间指定一个直接联系人
• 应用我们的工厂工程经验，协助客户确定需求、确定目标并提供最合适的制造设备
• 保持开放的客户政策，促进创新。我们邀请客户参观史诗尝试新工艺、新技术和新技术，挑战传统工程的极限。
• 传授我们所提供的系统和设备的知识(不仅仅是基本的培训)

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