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二氧化碳捕集技术与特点?

CCUS是指二氧化碳捕集与封存技术,它存在的背景是中国年排放100多亿吨二氧化碳占全世界总排放量的28%。据美国麦肯锡公司研究表明:二氧化碳捕集技术是最有潜力的二氧化碳的减排途径,而中国也在2022年由国务院发布了碳达峰、碳中和的行动方案,那么当中也明确提出实施CCUS二氧化碳捕集与封存技术的研究与实施。

 

CCUS的整个技术的全貌主要分三部分:第一是捕集和液化、第二是运输、第三是利用和埋存。目前主要技术瓶颈存在于捕集与液化、利用和埋存的两方面。

二氧化碳捕集技术方向分三个方向:燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧。目前来说,在工业当中正常开展应用的主要是燃烧后捕集,并且也存在三个主要的技术方向:第一个是吸附法分离、第二个是膜法分离、第三个是低温分馏法分离。

这三种碳捕集技术的特点在不同条件下都有不同的优势。化学吸附法在烟气浓度30%以下时在捕集成本方面具备优势,当烟气浓度在30%-70%的时候变压吸附法就有比较大的成本优势,而当烟气高于70%的浓度以后低温分馏法成本优势比较明显,由于工业燃烧后的烟气当中烟气的浓度相对比较低,所以烟气的二氧化碳捕集技术当中化学吸附法由于烟气适应性好、技术相对成熟、捕集成本低。

在国内外已经有了比较多的研究和应用,并且在全世界范围内建立很多示范性项目,在美国、澳大利亚、荷兰、日本都有比较成熟的运行,示范性项目中国在华能、胜利油田以及神华锦界电厂等项目当中也有了比较成熟的运行经验。

化学吸附法的捕集原理主要是由多种类型的胺和二氧化碳反应生成碳酸胺,那么这种碳酸胺在一定温度作用下重新分解成胺和二氧化碳,利用了这样的化学原理进行二氧化碳捕集与收集,由于胺的不同类型也分一级胺、二级胺和三级胺,它主要区分于对二氧化碳的吸收效率和吸收成本进行区分。

利用这种胺对二氧化碳的吸收原理整个二氧化碳捕集与吸收的核心工艺点主要是存在两个:一个是吸收塔、另外一个是再生塔,吸收塔就是喷淋,胺的工作条件下胺在吸收塔当中吸收二氧化碳,吸收二氧化碳的氨液变成富液流经再生塔,在再生塔当中受到一定的温度加热作用,富胺液在再生塔当中将二氧化碳释放并且经由压缩机吸收压缩进行浓缩,那么整个过程就完成了一个二氧化碳的吸收再生的循环过程。

化学吸附法碳捕集在中国主要由浙江大学牵头进行了相应的科学技术研究,目前科研成果在国家科学技术委员会的评定下该项目被评为拥有自主知识产权技术示范成果显著,具有良好的经济和社会效益,评定为达到国际先进水平,我司在浙江大学的带领下也全程参与了该技术的研发实验及整个利用。