评估基于 RPB 的 CO2 捕集的效率与成本效益：一种同时设计与操作条件优化的综合方法

尽管全球持续倡议减少 CO2 排放，但使用胺溶剂实施大规模 CO2 捕集仍充满经济不确定性和技术障碍。旋转填充床 (RPB) 为传统填料塔提供了一种有前景的替代方案，具有紧凑设计和适应性强的特点。然而，由于其应用尚处于初期阶段，将 RPB 工艺放大到工业水平具有挑战性。设计 RPB 单元、设定操作条件和评估工艺性能的复杂性，为工业界采用基于 RPB 的系统增加了层层困难。本研究引入了一种针对利用 RPB 塔的 CO2 捕集过程的优化驱动设计与评估方法。通过采用详细的工艺模拟，我们旨在同时优化单元设计和操作参数，凸显其相对于传统顺序方法的优势。我们的工艺设计方法将启发式设计建议作为约束条件，与传统顺序设计方法相比，可节省 9.4% 至 12.7% 的成本。此外，我们全面的工艺级分析表明，与标准的 30wt% MEA 溶剂相比，使用浓缩 MEA 溶剂可节省 13.4% 至 25.0% 的总成本。另外，RPB 单元可实现 8.5 至 23.6 倍的填料体积减少。虽然 RPB 技术的商业规模可行性已得到证实，但该领域的进步取决于从商业规模实施中获取更广泛、更稳健的数据集。采用模块化等战略方法可以显著降低 CO2 捕集项目的准入门槛，促进其更广泛的采用和实施。