《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置》編制說明

《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置》編制說明

（征求意見稿）

一、工作簡況

1.任務(wù)來源

本項目是2022年1月10日“中國工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)立項的通知”進(jìn)行

制定，項目名稱“二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置”，本文件由中國工業(yè)節(jié)能與清潔生

產(chǎn)協(xié)會提出并歸口。組織單位：中國工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會，標(biāo)準(zhǔn)起草牽頭單位：浙江大

學(xué)，計劃完成時間為2022年7月。

2.主要工作過程

起草階段：2021年1月10日，接到計劃下達(dá)任務(wù)后，由中國工業(yè)節(jié)能與清潔生產(chǎn)協(xié)會

組織成立標(biāo)準(zhǔn)起草工作組。工作組在廣泛收集國內(nèi)外二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置

環(huán)境保護(hù)、清潔生產(chǎn)的相關(guān)政策、法律法規(guī)、技術(shù)導(dǎo)則和標(biāo)準(zhǔn)等文獻(xiàn)，選擇典型企業(yè)開展系

統(tǒng)深入的實地調(diào)研和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，結(jié)合我國二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集行業(yè)現(xiàn)狀，在全

面系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，于2022年4月11日完成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕

集裝置》(初稿)及編制說明。

2022年4月12日~4月22日，對團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置》

(初稿)及編制說明進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)制定組內(nèi)部及相關(guān)專家函審，共發(fā)送征求意見函16家單位。

收到6家單位回函，其中10家單位無意見，共提出32條修改意見。其中，采納29條，部

分采納1條，未采納2條。根據(jù)各位專家提出的建議，對標(biāo)準(zhǔn)“草稿”進(jìn)行修改和完善，于6

月16日形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置》（研討稿）及編制說明。

于2022年6月20日~6月22日，在杭州蕭山組織召開團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《二氧化碳捕集系統(tǒng)用

胺氣溶膠捕集裝置》（研討稿）研討會，根據(jù)會議意見，對標(biāo)準(zhǔn)“研討稿”進(jìn)行修改和完善，

于7月4日形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置》（征求意見稿）及編制

說明。

征求意見階段：

審查階段：

報批階段：

3.主要參加單位和工作組成員及所做的工作等

本文件起草單位：浙江大學(xué)、浙江菲達(dá)環(huán)保科技股份有限公司、浙江天潔環(huán)境科技股份

有限公司、福建龍凈環(huán)保股份有限公司、華電電力科學(xué)研究院有限公司、華電科工集團(tuán)有限

公司、國電環(huán)境保護(hù)研究院有限公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、浙江天地環(huán)保科技股份

有限公司、國能龍源環(huán)保有限公司、中國礦業(yè)大學(xué)、浙江德創(chuàng)環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?、上海

袋式除塵配件有限公司、張家口宣化昌通環(huán)保設(shè)備有限公司、武漢凱迪電力環(huán)保有限公司、

西安熱工研究院有限公司、浙江大學(xué)嘉興研究院等。

本文件主要起草人：

1

所做的工作：。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要內(nèi)容和解決的主要問題

1.標(biāo)準(zhǔn)編制的原則

標(biāo)準(zhǔn)制、修訂遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”

的原則，標(biāo)準(zhǔn)的制、修訂與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。

本文件編制主要依據(jù)以下兩條原則：

a）編寫結(jié)構(gòu)及格式按《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》（GB/T

1.1-2020）的規(guī)定。

b）技術(shù)內(nèi)容主要以《濕法煙氣脫硫設(shè)備除霧器》（JB/T10989—2020）、《絲網(wǎng)除

沫器》（HG/T21618—1998）、《電除塵器》（GB/T40514—2021）、《熱交換器》（GB/T

151—2014）、《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）和《濕式電除塵器

性能測試方法》（GB/T40505—2021）等標(biāo)準(zhǔn)作為基礎(chǔ)。

2.標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容

2.1適用范圍

本文件規(guī)定了二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置的術(shù)語和定義，要求，試驗方法，

檢驗規(guī)則，標(biāo)志和文件，包裝、運(yùn)輸和貯存。本文件適用于燃煤鍋爐煙氣二氧化碳捕集系統(tǒng)

用胺氣溶膠捕集裝置的制造。燃油鍋爐、燃生物質(zhì)鍋爐、燃?xì)忮仩t、摻燒其他燃料的燃煤鍋

爐以及鋼鐵、有色冶煉、建材、化工、船舶等行業(yè)需要采用胺氣溶膠捕集裝置時可參考執(zhí)行。

2.2規(guī)范性引用文件

本文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的

引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所

有的修改單）適用于本文件。

2.3術(shù)語和定義

本文件對胺氣溶膠捕集設(shè)備的術(shù)語和定義進(jìn)行系統(tǒng)梳理，同時為方便采標(biāo)，確定了8

個術(shù)語和定義。結(jié)合《燃煤煙氣二氧化碳捕集裝備》（JB/T12909-2016）對“二氧化碳捕集裝

備”“吸收塔”；《大氣氣溶膠觀測術(shù)語》（GB/T31159-2014）對“氣溶膠”；《濕法煙氣脫硫設(shè)

備除霧器》（JB/T10989-2020）和《絲網(wǎng)除沫器》（HG/T21618—1998）對“絲網(wǎng)除霧器”“折

板除霧器”等術(shù)語和定義進(jìn)行修改調(diào)整。

2.4技術(shù)要求

2.4.1基本要求

結(jié)合《絲網(wǎng)除沫器》（HG/T21618—1998）、《濕法煙氣脫硫設(shè)備除霧器》（JB/T

10989-2010）、《電除塵器》（GB/T40514-2021）、《熱交換器》（GB/T151-2014）和《低

低溫電除塵器用煙氣冷凝器》（JB/T14090）等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，對胺氣溶膠捕集裝置的

設(shè)計基礎(chǔ)參數(shù)、設(shè)計使用壽命、裝置可用率等給出基本要求。同時進(jìn)一步結(jié)合除霧器、煙氣

冷凝器、濕式電除塵器等胺氣溶膠捕集設(shè)備特點給出了胺氣溶膠捕集設(shè)備設(shè)計選型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

和典型工藝流程圖附錄。

2

2.4.2性能要求

對氨氣溶膠捕集裝置總顆粒物濃度和脫除效率，壓力降等，為應(yīng)檢驗項目；電能消耗量、

水消耗量等為按需檢驗項目；同時對煙氣冷凝器和濕式電除塵器漏風(fēng)率進(jìn)行規(guī)定。

2.4.3除霧器

（1）本文件中除霧器結(jié)構(gòu)包括折板除霧器和絲網(wǎng)除霧器，已發(fā)布《絲網(wǎng)除沫器》（HG/T

21618—1998）標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)成熟，可直接引用，因此本文件中關(guān)于除霧器材料、操作流速、

除霧器葉片間距等相關(guān)規(guī)定直接進(jìn)行引用。已發(fā)布的《濕法煙氣脫硫設(shè)備除霧器》（JB/T

10989-2020），具有一定的借鑒意義，但是由于應(yīng)用場景的差異，需要對關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)一步界

定分析。

（2）折板除霧器作為慣性場脫除顆粒物具有脫除較大粒徑顆粒的效果，同時內(nèi)部擾動有

助于發(fā)生團(tuán)聚。波紋板是慣性脫除顆粒物的常用方式，常用于濕法脫硫除霧器內(nèi)。由于有機(jī)

胺氣溶膠物性參數(shù)與水滴等存在差異，因此為探究除霧器對氣溶膠的捕集效果，有必要對氣

溶膠在波紋板內(nèi)的運(yùn)動特性進(jìn)行分析。選取兩種常見的波紋板結(jié)構(gòu)形式：帶鉤波紋板與普通

波紋板采用COMSOL軟件進(jìn)行仿真研究。

選用普通波紋板與帶鉤波紋板進(jìn)行對照，模型如下所示。兩種波紋板內(nèi)部速度，如圖1

所示，入口速度均為3m/s。普通波紋板內(nèi)部速度變化較小，無劇烈變化，最大速度為5.2m/s，

位置處于正中間內(nèi)側(cè)凹陷處。帶鉤波紋板內(nèi)部速度變化劇烈，遠(yuǎn)大于普通波紋板，最大速度

為10.8m/s，位置處于鉤片與出口之間外側(cè)處。由于內(nèi)部鉤片的存在，通道流通截面積突然

縮小，而流量保持不變，因此速度激增。

圖1波紋板建模圖與速度大小（左為模型圖，右為速度大小圖）

在內(nèi)部壓力分布方面，由于出口設(shè)置為0Pa，普通波紋板進(jìn)出口壓降為5Pa，帶鉤波紋

板壓降為43Pa，遠(yuǎn)大于普通波紋板，如圖2所示。由此可見，波紋板內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化對內(nèi)

部壓力分布影響很大，為防止過多能量損耗，在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮脫除效率與壓降之間

的關(guān)系，擇選合適的形狀結(jié)構(gòu)。

3

圖2波紋板內(nèi)部壓力大?。ㄗ髨D為普通波紋板，右圖為帶鉤波紋板）

對于兩種波紋板，其對氣溶膠顆粒物的脫除效率均隨粒徑增加而減小，這是由于隨粒徑

增大，顆粒物慣性力也增大，由于松弛時間t與粒徑平方成正比，因此脫除效率增大。如圖

3所示，普通波紋板對25μm以上顆粒具有較好的脫除效果，而帶鉤波紋板對10μm以上顆

粒效果較好。鉤片結(jié)構(gòu)的增加盡管增加了內(nèi)部氣流場的擾動，增強(qiáng)對顆粒物的控制效果，但

其壓損更大，無疑增加了氣流通過慣性場的阻力，不易于工業(yè)經(jīng)濟(jì)性。因此本文件選用普通

折板除霧器。

圖3帶鉤波紋板與普通折板除霧器脫除效率對比

當(dāng)氣流流速由3m/s增大至5m/s時，波紋板對氣溶膠的脫除效率有明顯提升，這是因為

速度增大，運(yùn)動過程中顆粒所受離心力增加，在彎曲通道附近氣體流速方向不易改變，因此

易于碰到壁面從而被捕集，有利于氣液分離。如圖4所示。

4

圖4氣溶膠脫除率與流速、粒徑之間的關(guān)系

然而隨著流速增加，當(dāng)流速過高時容易造成氣體二次帶水，從而降低脫除效率；同時壓

降增大，如下圖5所示：流速為3m/s時，管道內(nèi)壓力最大6.3Pa，最低處-11.1Pa，相差17.4Pa；

流速4m/s時，管道內(nèi)壓力最大11.1Pa，最低為-20.1Pa，相差31.2Pa；流速為5m/s時，管道

內(nèi)壓力最大為17.11Pa，最小為-31.68Pa，相差48.79Pa。由此可見，流速變大使脫除效率增

加的同時，也會帶來管道內(nèi)壓力的變化，在實際應(yīng)用中，綜合考慮脫除效率與壓力損失的影

響，保證脫除效率的同時降低能量消耗。同時考慮到捕集塔內(nèi)空塔流速通常較低約1.0m/s，

除霧器流速過大不易于現(xiàn)場安裝布置，因此，建議除霧器流速宜不大于3m/s。

3m/s4m/s

5m/s

圖5三種流速下波紋板內(nèi)壓力變化

波紋板板間距改變時，其脫除效率也會發(fā)生變化。圖6，為間距25mm、35mm、45mm

對應(yīng)的脫除效率，隨著間距減小，脫除效率明顯增大。這是因為顆粒在通道內(nèi)的流通面積變

5

小，氣流速度方向趨于急變，從而顆粒對氣流的跟蹤性變差，易于隨著氣流撞擊在通道內(nèi)壁

上被捕集，增大脫除效率。與之對應(yīng)，間距變小時，其壓力損失也變大。

圖6氣溶膠脫除率與板距、粒徑之間的關(guān)系

綜合以上，本文件對平板除霧器的二次夾帶臨界速度宜不大于3.0m/s，除霧器葉片間

距范圍宜為20mm~30mm。在有效清洗的條件下，單級折板除霧器的壓力降宜在50Pa~100

Pa，絲網(wǎng)除霧器的壓降宜在100Pa~150Pa。

2.4.4煙氣冷凝器

煙氣冷凝器主要由換熱裝置、管路系統(tǒng)、清灰裝置、殼體和煙溫自適應(yīng)控制單元等組成。

換熱裝置可分為單排結(jié)構(gòu)設(shè)計與模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，宜采取模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，宜采用臥式型式

布置，實際應(yīng)用時應(yīng)結(jié)合場地條件進(jìn)行選取。

（1）《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》（GB/T13296-2013），技術(shù)成熟，可直接引用，

因此本文件中關(guān)于換熱管應(yīng)采用高效傳熱的無縫鋼管，管材相關(guān)要求可以直接引用該標(biāo)準(zhǔn)。

（2）《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）中規(guī)定換熱工質(zhì)平均流速宜

為0.5m/s~2m/s，換熱工質(zhì)壓力降不宜大于0.2MPa。煙氣冷卻器與煙氣冷凝器中換熱工質(zhì)

情況類似，流速可參考選擇。水壓損失方面，由于煙氣冷凝器吸收汽化潛熱的特殊性，一般

換熱工質(zhì)采用大流量而流程數(shù)較少，因此水壓損失應(yīng)更低。綜合以上，選取換熱工質(zhì)平均流

速宜為0.5m/s~2m/s，水壓損失應(yīng)不大于0.1MPa。

（3）應(yīng)合理設(shè)置換熱器管間煙氣流速和煙氣壓力降。在煙氣冷卻器中，煙氣流速較高時，

積灰概率減小，積灰速率也減小，同時，較高的煙氣流速也有利于提高管外換熱系數(shù)，從而

提高總換熱系數(shù)?！兜偷蜏仉姵龎m器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）中規(guī)定換熱裝置的

煙氣平均流速宜為8m/s~10m/s，煙氣壓力降不宜大于500Pa。但煙氣冷凝器與煙氣冷卻器

有很大不同，這是由于煙氣冷凝器管外為相變換熱，管外換熱系數(shù)很高，提高煙氣流速對總

換熱系數(shù)的影響較小。此外，煙氣進(jìn)入煙氣冷凝器前，已經(jīng)過脫硫、脫硝、除塵、二氧化碳

捕集處理，煙氣中粉塵含量很低，且飽和濕煙氣將在煙氣冷凝器中不停凝結(jié)，換熱管外表面

將形成液膜并不停集聚成大液滴脫落，有良好的自清潔作用。此外，煙氣流速過高時，增加

煙氣壓力降的同時，還會過早破壞液膜的發(fā)展。因此，煙氣冷凝器的煙氣流速選擇一般低于

煙氣冷卻器的煙氣流速，煙氣冷凝器的煙氣壓力降要求也應(yīng)低于煙氣冷凝器。綜合以上，選

取換熱裝置的煙氣平均流速宜為4m/s~6m/s，煙氣壓力降不宜大于400Pa。

（4）《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）中規(guī)定換熱裝置的設(shè)計換熱

6

面積應(yīng)留有10%以上的裕量。本文件參考該數(shù)值，選擇換熱裝置的設(shè)計換熱面積應(yīng)留有10%

以上的裕量。

（5）清灰裝置的設(shè)計。清灰裝置的設(shè)計。目前，煙氣冷卻器常使用的吹灰方式包括蒸

汽吹灰、聲波吹灰、燃?xì)饧げù祷液蛪嚎s空氣吹灰。蒸汽吹灰的原理是，利用一定溫度的壓

力蒸汽，通過縮放噴頭提高出口流速，產(chǎn)生更大的沖擊力，吹掃換熱表面的灰塵。蒸汽吹灰

的效果較好，但耗能量大、增加了煙氣濕度。聲波吹灰的原理是以壓縮空氣為動力，產(chǎn)生低

頻高強(qiáng)度的振動聲波，在有積灰堆積的空間內(nèi)形成一個共振聲場，細(xì)小的灰粉吸收聲能會產(chǎn)

生振動脫離附著表面，隨煙氣被帶走，或靠重力下落被收集，從而達(dá)到清灰作用。聲波吹灰

對松散型積灰效果較好，對粘附性積灰效果有限。燃?xì)饷}沖激波吹灰的原理是采用乙炔或其

他可燃?xì)怏w與空氣混合，進(jìn)行不穩(wěn)定燃燒并限制在一定的空間內(nèi)，以在輸出管的噴口處發(fā)射

強(qiáng)烈的爆炸性沖擊波，使受熱面上的積灰受沖擊而脫落。燃?xì)饷}沖激波吹灰效果較好，但系

統(tǒng)相對復(fù)雜、有一定安全風(fēng)險。壓縮空氣吹灰的原理是以一定壓力的空氣作為吹灰介質(zhì)，在

特制的激波效應(yīng)發(fā)生器中，通過瞬間高速釋放（速度在2倍音速以上）產(chǎn)生爆發(fā)爆炸性沖擊

波，使受熱面上的積灰受沖擊而脫落。壓縮空氣吹灰系統(tǒng)簡單，但在穿過換熱管管束時能量

衰減很快，多排管束時后排管道吹灰效果較差。幾種煙氣冷凝器吹灰方式的對比見表1。

表1典型吹灰方式的技術(shù)對比

條目聲波吹灰燃?xì)饷}沖激波吹灰壓縮空氣吹灰

激波沖擊、聲波震動、熱清洗、激波沖擊、聲波震動、高速

吹灰機(jī)理聲波震動清灰

高速氣體動能吹掃氣體動能吹掃

吹灰介質(zhì)蒸汽或空氣可燃?xì)狻⒖諝饪諝?/p>

聲波能級140～150分貝160～170分貝160～170分貝

設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單復(fù)雜簡單

運(yùn)行情況可靠性較高，能耗低可靠性較高，能耗較低可靠性高，能耗低

安全風(fēng)險有管束共振風(fēng)險有燃?xì)庑孤?、煙道爆炸風(fēng)險無

吹灰效果一般較好一般

適用范圍松散型積灰粘附型積灰和松散型積灰粘附型積灰和松散型積灰

清灰裝置設(shè)計方面，煙氣冷凝器也與煙氣冷卻器有很大不同。首先，煙氣進(jìn)入煙氣冷凝

器前，已經(jīng)過脫硫、脫硝、除塵、二氧化碳捕集處理，煙氣中粉塵含量很低；其次，由于飽

和濕煙氣將在煙氣冷凝器中不停凝結(jié)，換熱管外表面將形成液膜并不停集聚成大液滴脫落，

煙氣冷凝器具有良好的自清潔作用；再次，煙氣冷凝器中的積灰顯然為濕態(tài)，而上述煙氣冷

卻器吹灰方式多針對干態(tài)積灰。工程應(yīng)用中，應(yīng)采用噴淋系統(tǒng)進(jìn)行輔助清灰。噴淋系統(tǒng)控制

單元應(yīng)能實現(xiàn)自動、手動運(yùn)行方式，并能實現(xiàn)分區(qū)操作控制。

（6）《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）中對煙氣冷凝器中管路系統(tǒng)

和煙溫自適應(yīng)控制單元相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)定，本文件在編制時進(jìn)行直接引用。同時結(jié)合《燃天

然氣鍋爐管式煙氣冷凝器技條件》（DB41/T1487—2017）、《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》

（JB/T14090—2020）對殼體的規(guī)定，本文件進(jìn)行借鑒引用。

2.4.5濕式電除塵器

（1）《電除塵器》（GB/T40514-2021）、《燃煤煙氣濕法脫硫后濕式電除塵器》（JB/T

12593—2016）、《電除塵器陽極板》（JB/T5906—201）、《電除塵器陰極線》（JB/T

5913—201）、《濕式電除塵器導(dǎo)電玻璃鋼陽極》（JB/T13842）標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)成熟，可直接引

用，因此本文件中關(guān)于濕式電除塵器中關(guān)于陽極、陰極、噴淋系統(tǒng)和高壓供電裝置等相關(guān)規(guī)

7

定直接進(jìn)行引用。

（2）經(jīng)過實驗對比，在同工況下，兩者對0.1μm～1μm顆粒的脫除效果隨電壓變化如

圖7所示?？梢钥吹絻煞N極線對有機(jī)胺氣溶膠脫除率均隨電壓升高而增加，且均為非線性變

化。芒刺線的起暈電壓相比圓形線低1kV，更易起暈，這是因為相同電壓下芒刺周圍更易發(fā)

生電離反應(yīng)，使得附近顆粒荷電。當(dāng)電壓在1kV～6kV之間時，電壓的改變對脫除效率影

響不大，這與上文分析一致，但芒刺線脫除效果優(yōu)于圓形線10%左右，且隨著電壓變大，

兩者差值逐漸減小。這是由于芒刺尖端的存在一方面使極線到極板距離縮小，顆粒相同時間

內(nèi)運(yùn)動到極板的時間減小，脫除效率更高；另一方面尖端附近電暈放電效果更強(qiáng)烈，相比圓

形線有更多數(shù)量的粒子被電離，從而使顆粒荷電，形成離子風(fēng)，進(jìn)而加速尖端附近空氣擾動，

增大帶電粒子運(yùn)動速度，提高脫除效率。當(dāng)電壓增大時，電暈放電逐漸增強(qiáng)，此時電暈放電

的影響大于不同極線種類對電場的影響。

當(dāng)電壓位于6kV～12kV時，芒刺線與圓形線兩者差值隨電壓升高而變大，電壓6kV

時兩者相差2%；12kV時芒刺線脫除效率達(dá)到87%，對應(yīng)的圓形線效率為69%，兩者相差

18%。這是由于隨著電壓升高，電場內(nèi)電暈放電穩(wěn)定性起主要作用。芒刺線由于尖端的存在

放電為點狀放電，使得電流密度更加均勻，顆粒荷電運(yùn)動規(guī)律更穩(wěn)定，同時電壓越大，尖端

附近形成的離子風(fēng)擾動越強(qiáng)，有效防止電暈封閉的影響，相比圓形線放電不穩(wěn)定，芒刺線對

氣溶膠顆粒物的脫除效率更高?？偟膩碚f，芒刺線對應(yīng)電場中放電穩(wěn)定，起暈電壓低，脫除

效率高，在有機(jī)胺氣溶膠顆粒物脫除方面，其比普通圓形線脫除效率更佳，如圖7所示。

圖7電場對圓形線與芒刺線脫除效率區(qū)別

（3）研究者通過在吸收塔后加裝氟塑料冷凝換熱器，實現(xiàn)高濕煙氣迅速降溫，從而促進(jìn)

煙氣中水汽在顆粒表面異相凝結(jié)，使得溫度調(diào)控后顆粒長大，如圖8（a）所示，當(dāng)煙氣溫

降達(dá)到4.6℃時，顆粒的平均粒徑增加了58.2%；同時，由于換熱壁面液膜的攔截作用，大

量顆粒物在流動過程中被捕集從而使得溫度調(diào)控區(qū)顆粒濃度大幅下降，圖8（b）所示，最

終實現(xiàn)在運(yùn)行的過程中顆粒出口濃度始終保持低于3mg/m3，最高脫除效率可達(dá)77.4%。長

大后的顆粒更易于被濕式電除塵器等除塵設(shè)備捕集，DCS數(shù)據(jù)表明，結(jié)合濕式電除塵器可

實現(xiàn)顆粒排放濃度低于1mg/m3。

8

出口中值粒徑

進(jìn)口中值粒徑

(a)(b)

圖8溫度調(diào)控強(qiáng)化顆粒凝結(jié)長大及脫除

2.4.6其他要求

結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》中的規(guī)定：在起草

標(biāo)準(zhǔn)文件時，如果有些內(nèi)容已經(jīng)包含在現(xiàn)行有效的其他文件中并且適用，或者包含在文件自

身的其他條款中，那么應(yīng)通過提及文件編號和/或文件內(nèi)容編號的表述形式，引用、提示而

不抄錄所需要的內(nèi)容。因此，本文件編制時直接引用相關(guān)文件號。

二氧化碳吸收劑對氣溶膠捕集設(shè)備具有不同程度的腐蝕和磨蝕性。因此，氣溶膠捕集裝

置材料的選擇應(yīng)滿足工藝要求，針對不同設(shè)備不同部位的腐蝕及磨損情況，選用不同種類的

金屬或非金屬材料。在材料使用時，應(yīng)充分了解材料的性質(zhì)和適用性，使用成熟可靠的材料，

也可使用經(jīng)證實的新材料和新工藝?！跺仩t、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》（GB/T

13296-2013）、《燃煤煙氣濕法脫硫后濕式電除塵器》（JB/T12593—2016）和《濕法煙氣脫硫

設(shè)備除霧器》（JB/T10989-2020）等標(biāo)準(zhǔn)中對除霧器、煙氣冷凝器和濕式電除塵器的材料

選擇進(jìn)行了規(guī)定，結(jié)合《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》中的

規(guī)定，本次修訂時直接引用。

2.4試驗方法

按現(xiàn)行合適的標(biāo)準(zhǔn)給出試驗方法，并按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

2.5檢驗規(guī)則

本文件的各項技術(shù)要求分別從出廠檢驗、安裝檢驗以及性能檢驗三個階段提出相應(yīng)的檢

驗規(guī)則，各檢驗項目的技術(shù)要求（除基本要求外）、試驗方法、檢驗規(guī)則一一對應(yīng)。

2.6標(biāo)志、隨行文件、包裝、運(yùn)輸和貯存

針對設(shè)備的標(biāo)志、隨行文件、包裝、運(yùn)輸和貯存等已發(fā)布《標(biāo)牌》（GB/T13306）和《機(jī)

電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》（GB/T13384）等標(biāo)準(zhǔn)，本次修訂時可直接引用。

3.標(biāo)準(zhǔn)解決的主要問題

目前，針對氣溶膠的脫除，主要采用預(yù)荷電等強(qiáng)化細(xì)顆粒荷電、采用壁面冷凝的方式促

進(jìn)顆粒凝結(jié)長大，以及采用濕式靜電除塵等實現(xiàn)氣溶膠顆粒的深度脫除。上述技術(shù)已經(jīng)在燃

煤煙氣中氣溶膠的治理上實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，但是針對二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置尚

無統(tǒng)一、規(guī)范的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為規(guī)范和加強(qiáng)相關(guān)企業(yè)對二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置

設(shè)計、制造、安裝及運(yùn)行維護(hù)的管理，促進(jìn)和引導(dǎo)我國碳捕集技術(shù)進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展，提高

9

企業(yè)的國際競爭力，制定二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置的標(biāo)準(zhǔn)勢在必行。本文件的

各項指標(biāo)和要求適應(yīng)國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展水平，符合國家節(jié)能減排產(chǎn)業(yè)政策，能指導(dǎo)設(shè)計和生

產(chǎn)，使生產(chǎn)制作合理化，促進(jìn)規(guī)模發(fā)展，在二氧化碳捕集系統(tǒng)用胺氣溶膠捕集裝置應(yīng)用方面

具有推廣意義。

三、是否有對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

本文件沒有對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

本文件關(guān)鍵指標(biāo)值選取時，對比了以下標(biāo)準(zhǔn)：

國家標(biāo)準(zhǔn)《電除塵器》（GB/T40514-2021）、《熱交換器》（GB/T151—2014）、；

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《濕法煙氣脫硫設(shè)備除霧器》（JB/T10989—2020）、《絲網(wǎng)除沫器》（HG/T

21618—1998）、《低低溫電除塵器用煙氣冷卻器》（JB/T14090—2020）和《濕式電除塵器性

能測試方法》（GB/T40505—2021）等。

四、主要試驗（或驗證）情況分析

國內(nèi)外眾多研究結(jié)果表明，細(xì)顆粒（＜1μm）相較于大顆粒，其脫除難度顯著增加。隨

著除塵裝備及超低排放技術(shù)的不斷提高，可過濾顆粒物濃度不斷降低，但是對于細(xì)顆粒尤其

是氣溶膠顆粒的總體脫除效果仍舊不高，進(jìn)而使細(xì)顆粒濃度占總顆粒物濃度的比例明顯增

加。國內(nèi)外研究學(xué)者表示，通過促進(jìn)細(xì)顆粒長大，使其粒徑增大變成較大顆粒是實現(xiàn)細(xì)顆粒

高效脫除的一種有效手段。但是采用單一物理場，如使用電場、慣性場等方式控制氣溶膠顆

粒物存在能耗較高或細(xì)顆粒物脫除效率較差等問題，由于CO2化學(xué)吸收塔出口有機(jī)胺氣溶

膠既包含液滴，也包含凝結(jié)核等固體顆粒物，因此多場協(xié)作脫除氣溶膠顆粒物具有一定前景

與指導(dǎo)意義。

細(xì)顆粒物在多種物理場共同作用下脫除，其技術(shù)實現(xiàn)方式有多種：如慣性場、電場、濕

度場和溫度場等。學(xué)者們對各種物理場脫除細(xì)顆粒物均有一定的研究，如波紋板結(jié)構(gòu)作為除

霧器的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)具有制作簡單、造價低等優(yōu)點，但對10μm以下顆粒物分離效果較差。折

流板內(nèi)液滴逃逸的具體原因，設(shè)計鈍體結(jié)構(gòu)與折流板相結(jié)合，通過增加流場的渦流效果進(jìn)而

增大除霧器脫除效率，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)液滴直徑改變時，除霧器效率也隨之改變；同時除霧器內(nèi)

流體速度達(dá)到一定值時，流體中液滴產(chǎn)生二次攜帶問題，對氣液脫除不利。

目前研究較多的聯(lián)合脫除顆粒物主要以電場作用為基礎(chǔ)，濕式靜電除塵器是將濕度場與

電場相結(jié)合，在減小二次揚(yáng)塵的同時，通過在電場中增加水汽提高空間電荷密度，同時液橋

力使得水滴與顆粒物更易團(tuán)聚，提高整體的脫除效果。通過將顆粒在湍流流場中的捕集效果

與在電場運(yùn)動的電場捕集效果相結(jié)合，設(shè)計出一種新型凝聚器，湍流結(jié)構(gòu)使顆粒物更易發(fā)生

碰撞凝并，具有預(yù)團(tuán)聚作用，長大后的顆粒物更易被電場力作用捕集脫除。研究者設(shè)計水霧

聯(lián)合電場脫除顆粒物的結(jié)構(gòu)，在深入研究荷電機(jī)理的情況下，通過調(diào)節(jié)水霧使用量來應(yīng)對不

同負(fù)荷下煙氣情況。

多場協(xié)同作用相對單物理場有脫除效率更高的優(yōu)點，針對有機(jī)胺氣溶膠等污染物，本文

10

件將結(jié)構(gòu)簡單但對細(xì)顆粒物脫除效果不高但液滴捕集效果好的除霧器、促進(jìn)顆粒團(tuán)聚長大強(qiáng)

化顆粒脫除的煙氣冷凝器及細(xì)顆粒脫除效果好濕式電除塵器相結(jié)合，提出慣性力耦合溫-濕-

電場力控制氣溶膠污染物的方法，即包括吸收塔內(nèi)除霧器-吸收塔尾端煙氣冷凝器-濕式電除

塵器的胺氣溶膠捕集設(shè)備。胺氣溶膠捕集裝置主要由除霧器、煙氣冷凝器和濕式電除塵器組

成；可根據(jù)除霧器除霧效率和總顆粒物濃度排放設(shè)計要求，選擇是否設(shè)置煙氣冷凝器。胺氣

溶膠捕集裝置安裝于二氧化碳捕集塔尾端，含胺氣溶膠煙氣經(jīng)除霧器后實現(xiàn)大粒徑顆粒攔截

捕集，進(jìn)一步再煙氣冷凝器和濕式電除塵器作用下實現(xiàn)氣溶膠顆粒的高效脫除。除霧器、煙

氣冷凝器和濕電除塵器的噴淋裝置對除霧器進(jìn)行定期沖洗，因噴淋或凝結(jié)排出的吸收劑溶液

進(jìn)入收集箱，作為碳捕集溶液進(jìn)行回收循環(huán)使用。胺氣溶膠捕集裝置典型工藝流程圖如圖9

所示。

煙氣冷凝器

濕式電除塵器

（可選）

絲網(wǎng)除霧器

折板除霧器

煙氣

收集箱工藝水箱工藝水泵

循環(huán)利用泵

二氧化碳捕集裝備

圖9胺氣溶膠捕集裝置典型工藝流程圖

除霧器既要考慮脫除效率也要考慮壓降的影響，一般與如下因素有關(guān)：氣溶膠在流道內(nèi)

流速、板葉片結(jié)構(gòu)選擇和葉片間距大小等，進(jìn)出口壓降越大，能量損失越高。氣溶膠流速過

大時，容易產(chǎn)生氣體二次帶水現(xiàn)象，使已經(jīng)被波紋板捕集的液體再次回到煙氣中，同時增加

裝置壓降，造成額外能耗；煙氣流速過低時，煙氣與氣溶膠不易分離，因此不利于提高除霧

效率。因此，選取煙氣流速宜不大于3m/s。對于葉片間距的選擇，間距越大時，除霧效率

隨之降低，氣液分離效果較差；其過小時，不僅造成能耗增加，沖洗效果也有所下降，結(jié)合

試驗得知波紋板對水滴、MEA脫除效率相差較小，因此選取板間距35mm。當(dāng)吸收劑組成

為AMP時，由于其對于25μm～35μm粒徑脫除效率差于水滴和MEA約10%，為保證達(dá)

到相同的脫除效率，應(yīng)適當(dāng)減小板間距為30mm。考慮到帶鉤波紋板相比普通