发布时间 : 星期三 文章二氧化碳捕集 - 图文更新完毕开始阅读e954b063f5335a8102d22085
二氧化碳是导致全球气候变暖的温室气体的主要成分之一，对温室效应的贡献达到55%。目前全世界每年向大气中排放的二氧化碳总量达到近300亿吨，二氧化碳利用量则仅为1亿吨左右，远不到排放总量的百分之一。
2005年2月16日，《京都议定书》正式生效，这是人类历史上首次以法规的形式限制温室气体的排放；2009年12月7日，哥本哈根会议对发达国家和发展中国家在温室气体减排上的责任进行磋商约定，作为一个负责任的大国，中国政府作出了庄严承诺，2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放量比2005年下降40－45％。
火力发电厂是排放二氧化碳的最大行业。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳占全球燃烧同种燃料排放量的30%，大约占全球人类活动排放二氧化碳的24%。因此，排放二氧化碳最多的燃煤电厂成为最具潜力实施二氧化碳捕集的行业。目前适用于燃煤电站的成熟的二氧化碳捕集技术仅为化学吸收法脱碳技术，采用该技术的电站有美国Warrior Run电站，装机容量18万千瓦，每天可生产150吨食品级二氧化碳；美国Oklahoma州Shady Point电站，装机容量4×8万千瓦，每天可生产99％的二氧化碳 200吨；日本西南部长崎松岛的JPower100万千瓦燃煤电厂的 二氧化碳捕集试验示范工程，捕集量为10吨/天。
2008年7月，中国华能集团在华能北京热电厂成功建成3000吨/年级烟气脱碳试验示范装置，各项技术指标达到或超过国际先进水平，捕集二氧化碳纯度可达到99.5%，经过精处理后，可达到99.997％的食品级要求。这一成果得到了中央领导和国内外同行的充分肯定，为进一步实现工业化生产奠定了基础。 二、 二氧化碳捕集技术原理
烟气中的二氧化碳在吸收塔与复合胺反应生成氨基甲酸盐，并被输送至再生塔加热分解还原为复合胺和二氧化碳，复合胺溶液返回吸收塔进行再次吸附，而二氧化碳气体则经加压、除杂、提纯、液化等工序，提纯为纯度为99.99%的二氧化碳。脱碳工艺流程主要由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液系统、产品气处理系统（包括冷凝、气液分离、压缩）、循环水冷却系统、辅助蒸汽系统以及水平衡维持系统等组成。精处理工艺流程主要由二氧化碳气体储存系统、二氧化碳气体压缩系统、二氧化碳提纯系统、制冷系统以及储存装车系统等组成。
三、 全球最大二氧碳捕集项目
上海作为国际化大都市，正向实现“四个中心”迈进，温室气体减排已经作为一项重要工作在深入推进。目前我国人均每年二氧化碳排放量为2.7吨，而上海人均排放量居全国前列，凸显绿色压力。
2008年12月2日，中国华能集团与上海电气集团在上海签订了“华能上海电气温室气体减排研究中心合作协议”，此协议将依托华能上海石洞口第二电厂二期扩建工程，同步建设世界火电行业最大的10万吨/年二氧化碳捕集装置，石洞口二厂二期脱碳项目初步设计由西安热工研究院和华东电力设计院联合完成。在此基础上，西安热工研究院负责工艺流程设计和非标设备设计，华东电力设计院负责土建、建筑、总平面、施工图、与主体工程接口以及其它辅助系统的设计。该项工程开创先河、积累经验、完善技术，通过二氧化碳的重复利用，降低排放总量，为温室气体排放的总量控制作出贡献。全球环境保护组织世界自然基金会（WWF）已正式启动中国低碳城市发展项目，上海成为首批试点城市之一。华能上海石洞口第二电厂二期工程脱碳项目的建设是发展“低碳经济”城市做出的最为积极的响应，具有深远的社会意义。 四、 碳捕集产品的价值
燃煤电站二氧化碳捕集产品的处理方式基本有两种，一是二氧化碳的捕集与封存（CCS），属于直接减排方式，受到成本和技术的限制，目前尚未得到实际应用；二是对二氧化碳捕集产品进行循环利用，通过排放总量的控制，达到间接减排的目的。目前，国际上已经开展二氧化碳捕集的燃煤电站，基本以二氧化碳的循环利用作为主要的处理方式。
二氧化碳在常温常压下是无色、无臭、无味的气体，相对分子质量为44.01，比重1.53，密度1.977g/L，在大气中的含量为0.03 %。二氧化碳是一种宝贵的碳、氧资源，它在地球的储量比天然气、石油和煤的总和还多数倍。目前，二氧化碳广泛应用于冶金、钢铁、石油、化工、电子、食品、医疗等领域。
火电企业开展二氧化碳捕集具有一定的市场前景，上海地区二氧化碳市场年需求量在15-18万吨之间，用户主要集中在焊接和干冰两方面，其中，用于焊接的二氧化碳年消耗量约为8万吨，占45%，用于制造干冰的二氧化碳年消耗量约为6万吨占35%，其余用于碳酸饮料、啤酒、冷冻、卷烟以及粮食包装储运的二
氧化碳年消耗量共约4万吨，占20%，预计上海地区二氧化碳市场年增量为15%。根据初步设计估算，本项目的运行成本约在450元/吨左右，食品级二氧化碳的市场批发价格约在600－800元/吨，按照每吨平均盈利200元计算，年产生利润约2000万元。
五、 技术输出、走向世界
为推动中美两国企业在节能减排、应对气候变化方面的合作，中国华能集团公司与美国电力公司(AEP)正在筹备签署《燃煤电厂节能降耗和二氧化碳减排技术合作协议》（以下简称《协议》），在2011年初国家领导人访美期间，在两国政要的见证下签署。
（一）主要合作内容
1、 开展在燃煤电厂二氧化碳减排领域的合作研究。双方同意采用中国华能
集团公司自主开发的二氧化碳捕集技术，对美国电力公司拥有的一座60万千瓦燃煤电厂进行年捕集150万吨二氧化碳工程可行性研究，适时推进150万吨每年的二氧化碳捕集示范工程的建设。
2、 开展在提高现有燃煤电厂能效领域的合作。根据协议，双方将分别对不
同类型的燃煤机组进行对比研究，查找问题，提出节能降耗的具体实施办法，努力降低燃煤机组的能耗，达到国际领先水平。 （二）合作的意义
华能集团公司和美国电力公司都是“中美清洁能源联合研究中心(CERC)清洁煤技术团队的主要成员单位，合作的内容符合CERC的要求，并得到了中国国家能源局和美国能源部的支持。
中美两个最大发电公司的合作必将积极促进中美两国电力公司相互学习和借鉴先进技术和管理经验，提升两国燃煤电厂节能降耗和二氧化碳减排的技术水平。该合作也为中国华能集团公司自主研发的二氧化碳捕集技术进入美国乃至国际能源市场提供了契机，对提升我国自主技术在国际能源领域的国际影响力，树立良好的国际形象具有重要的意义。
来源：http://www.chng.com.cn/n31539/n808901/n808904/n808911/c814949/content.html
常用的二氧化碳回收利用方法
溶剂吸收法是使用溶剂对二氧化碳进行吸收和解吸，二氧化碳浓度可达98%
以上，但该法只适合于从低浓度二氧化碳废气中回收二氧化碳，且流程复杂，操作成本高。变压吸附法通过采用固体吸附剂吸附混合气中的二氧化碳，浓度可达60%以上，但该法只适合于从化肥厂变换气中脱除二氧化碳，且二氧化碳浓度太低不能作为产品使用。
有机膜分离法利用中空纤维膜在高压下分离二氧化碳，主要适用于气源干净、需用二氧化碳浓度不高于90%的场合，目前该技术国内处于开发阶段。
催化燃烧法利用催化剂和纯氧气把二氧化碳中的可燃烧杂质转换成二氧化碳和水，由于该法只能脱除可燃杂质，能耗和成本高，已被淘汰。上述方法生产的二氧化碳都是气态，都需经吸附精馏法进一步提纯净化、精馏液化，才能进行液态储存和运输。吸附精馏技术是上述方法在接续过程中必须使用的通用技术。
2007年9月底，巴斯夫公司、RWE电力公司和林德集团就曾宣布，正在联手开发并将推广使用从燃煤电厂烟气中捕集二氧化碳的新工艺。目标是先去除、然后在地下贮存浓度超过90%的二氧化碳。他们将在德国一褐煤燃烧发电厂建设和运作中型装置，林德公司进行该中型装置的工程建设。目标是到2020年商业化应用二氧化碳捕集。
来源：http://www.membranes.com.cn/?tnews.5124
第二部分：二氧化碳捕集技术的发展
CO2回收和捕集技术新进展
研究人员正在开发从燃煤电厂捕集CO2的技术，到2100年燃煤电厂可望占全球CO2排放量80%。但现在仅有三个大规模的捕集计划正在进行之中，每年可捕集约300万吨的CO2，以注入地下盐水深层中或油井中提高石油采收率。
化学工业使用的CO2总量1.15亿吨仅占每年排向大气的CO2总量0.5%不到。虽然采用现有技术可使CO2利用量可望翻两番，但仍不能解决CO2过量排放问题。
美国Brookhaven国家实验室的研究人员正在开发催化剂，可望将过多的温室气体转化成有用的化学品。研究人员指出，不能只依赖于化学工业利用CO2而才能大量削减从化石燃料燃烧的CO2排放。几种其他对策同时应用是必须的，包括提高现有化学燃料利用过程的效率，捕集和利用或封存从化石燃料燃烧产生的CO2，并转向使用可再生燃料和可再生能源。