1、COCO2 2減排技術減排技術目錄目錄二氧化碳減排的基本技術手段和原理二氧化碳減排的基本技術手段和原理二氧化碳減排的具體手段和新型技術二氧化碳減排的具體手段和新型技術燃燒前燃燒前COCO2 2分離技術分離技術捕獲分離捕獲分離COCO2 2技術技術COCO2 2的礦石碳化和工業利用技術的礦石碳化和工業利用技術捕獲封存技術捕獲封存技術(CCS)(CCS)二氧化碳減排的基本技術手段和原理二氧化碳減排的基本技術手段和原理燃燒前燃燒前COCO2 2分離技術分離技術 燃燒前燃燒前COCO2 2分離技術主要是指在燃料燃燒前分離技術主要是指在燃料燃燒前, ,將碳從燃料中分離出去將碳從燃料中分離出去, ,參與燃

2、燒的燃料主要參與燃燒的燃料主要是是H H2 2, ,從而使燃料在燃燒過程中不產生從而使燃料在燃燒過程中不產生COCO2 2。 典型應用：整體煤氣化聯合循環系統(IGCC)Page 5整體煤氣化聯合循環系統原理圖整體煤氣化聯合循環系統原理圖捕獲分離捕獲分離COCO2 2技術技術吸收法吸收法吸附法吸附法 富氧燃燒富氧燃燒法法膜分離法膜分離法低溫分低溫分餾法餾法 吸收法：物理吸收和化學吸收吸收法：物理吸收和化學吸收 物理吸收是指利用那些對物理吸收是指利用那些對COCO2 2具有較大具有較大溶解溶解度度的的有機溶劑有機溶劑做吸收劑，通過對做吸收劑，通過對COCO2 2的的加壓加壓讓其讓其溶解溶解到該溶

3、劑內，再通過到該溶劑內，再通過減壓減壓讓讓COCO2 2釋釋放放出來，通過這樣的交替方式完成出來，通過這樣的交替方式完成COCO2 2的捕的捕獲分離。獲分離。 化學吸收法是指二氧化碳與吸收劑進行化學吸收法是指二氧化碳與吸收劑進行化化學反應學反應而形成一種而形成一種弱聯結的化合物弱聯結的化合物。常用。常用的吸收劑為碳酸鉀，氨水和醇胺等。的吸收劑為碳酸鉀，氨水和醇胺等。要求其具有無腐蝕性、無要求其具有無腐蝕性、無毒性和良好的化學穩定性毒性和良好的化學穩定性該方法適用于大流量低濃度該方法適用于大流量低濃度COCO2 2的分離回收的分離回收吸收法吸收法 吸附分離技術是利用吸附分離技術是利用多孔固體顆粒

4、多孔固體顆粒選擇性選擇性的吸收流體中一種或幾種組分，從而使流的吸收流體中一種或幾種組分，從而使流體混合物得以分離，接著通過體混合物得以分離，接著通過變溫或變壓變溫或變壓的的解吸解吸方法完成方法完成吸附吸附- -脫附循環脫附循環操作的技術。操作的技術。 固體吸附分離是基于固體吸附分離是基于氣體與吸附劑表面上氣體與吸附劑表面上活性點之間的分子間引力活性點之間的分子間引力實現的。實現的。COCO2 2的吸的吸附劑一般為一些特殊的固體材料附劑一般為一些特殊的固體材料, ,如如: :沸石、沸石、活性碳、分子篩等。吸附過程又分為變壓活性碳、分子篩等。吸附過程又分為變壓吸附吸附(PSA)(PSA)和變溫吸附

5、和變溫吸附(TSA)(TSA) 工業應用中較多使用的是變壓吸附分離技工業應用中較多使用的是變壓吸附分離技術。術。吸附法吸附法吸附法吸附法n 通過吸附劑在一定條件下對通過吸附劑在一定條件下對CO2CO2進行選擇性吸附，進行選擇性吸附，再將再將CO2CO2解析分離的方法。常用的吸附劑有活性解析分離的方法。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅膠、分子篩等。炭、沸石、硅膠、分子篩等。n 按照改變的條件，吸附法又可分為：變電吸附按照改變的條件，吸附法又可分為：變電吸附(ESA)(ESA)、變壓吸附、變壓吸附(PSA)(PSA)、變溫吸附、變溫吸附(TSA)(TSA)等。等。圖圖2 2 變壓吸附法工藝流程圖變壓

6、吸附法工藝流程圖 該技術是利用空分系統獲得該技術是利用空分系統獲得富氧甚至純氧富氧甚至純氧，再與純的再與純的CO2CO2以一定比例混合后送入爐膛與以一定比例混合后送入爐膛與燃料混合燃燒。這樣由于燃料混合燃燒。這樣由于除去了氮除去了氮，就可，就可以在排放氣體中產生高濃度的以在排放氣體中產生高濃度的CO2CO2和水，通和水，通過煙氣再循環裝置去稀釋純氧，重新回注過煙氣再循環裝置去稀釋純氧，重新回注燃燒爐。燃燒爐。富氧燃燒法富氧燃燒法圖圖3 oxyfuel3 oxyfuel技術工藝流程圖技術工藝流程圖 低溫分離法是在低溫分離法是在3131和和7.39MPa7.39MPa下下, ,或在或在122312

7、23和和1.592.38 MPa1.592.38 MPa下下, ,二氧化碳具有二氧化碳具有液化液化的特性。低溫法利用二氧化碳這一特的特性。低溫法利用二氧化碳這一特性對煙氣進行性對煙氣進行多級壓縮和冷卻多級壓縮和冷卻, ,使二氧化碳使二氧化碳液化液化, ,從而達到分離的目的。此方法從而達到分離的目的。此方法優點優點是是CO2CO2分離效率和純度都很高分離效率和純度都很高, ,不過由于多次不過由于多次壓縮等原因壓縮等原因, ,此方法的此方法的能耗能耗非常高非常高。低溫分餾法低溫分餾法 又稱分子篩法，利用不同的聚合材料對不又稱分子篩法，利用不同的聚合材料對不同的氣體具有不同的同的氣體具有不同的滲透率

8、滲透率，將，將CO2CO2從鍋爐從鍋爐尾部煙氣中分離出來的方法。尾部煙氣中分離出來的方法。 其最大其最大優點優點在于投資少，結構簡單，操作在于投資少，結構簡單，操作方便。工業上常見的分離方便。工業上常見的分離CO2CO2的膜有醋酸纖的膜有醋酸纖維膜、乙基纖維素膜、聚苯醚等。這些膜維膜、乙基纖維素膜、聚苯醚等。這些膜對于對于CO2CO2現出良好的滲透性。隨著高分子材現出良好的滲透性。隨著高分子材料科學的不斷發展，膜分離技術將不斷完料科學的不斷發展，膜分離技術將不斷完善，成為善，成為CO2CO2的捕獲分離的又一重要手段的捕獲分離的又一重要手段。膜分離法膜分離法捕獲封存技術捕獲封存技術(CCS)(C

9、CS)n 從理論上講從理論上講, ,海洋和地層可以貯藏人類在海洋和地層可以貯藏人類在幾千年幾千年間間生產的二氧化碳。生產的二氧化碳。n 二氧化碳封存包括二氧化碳封存包括3 3個環節：個環節：n 1 1、分離提純分離提純, ,在二氧化碳排放源頭利用一定技術在二氧化碳排放源頭利用一定技術分離出純凈的二氧化碳；分離出純凈的二氧化碳；n 2 2、運輸運輸, ,將分離出的二氧化碳輸送到使用或埋存將分離出的二氧化碳輸送到使用或埋存二氧化碳的地質埋存場所；二氧化碳的地質埋存場所；n 3 3、埋存埋存, ,將輸送的二氧化碳埋存到地質儲集層將輸送的二氧化碳埋存到地質儲集層/ /構構造或海洋。造或海洋。CCSCC

10、S深部鹽水儲層深部鹽水儲層許多地下的含水層含有許多地下的含水層含有鹽水鹽水, ,不能作為飲用水不能作為飲用水, ,但二氧化碳可以溶解在但二氧化碳可以溶解在水中水中, ,部分與礦物慢慢發部分與礦物慢慢發生反應生反應, ,形成碳酸鹽形成碳酸鹽, ,實實現二氧化碳的永久埋存。現二氧化碳的永久埋存。枯竭油氣藏枯竭油氣藏二氧化碳溶解于剩余油二氧化碳溶解于剩余油或水中或水中, ,或者獨立滯留在或者獨立滯留在孔隙中?？萁哂蜌獠卦诳紫吨??？萁哂蜌獠卦诼翊娑趸嫉耐瑫r提埋存二氧化碳的同時提高其采收率高其采收率, ,可實現經濟可實現經濟開發與環境保護的雙贏。開發與環境保護的雙贏。二二氧氧化化碳碳埋埋存存場場所所

11、選選擇擇CCSCCS不能開采的煤層不能開采的煤層目前已采用減壓法開采煤目前已采用減壓法開采煤層氣層氣, ,但采收率只有但采收率只有50%50%。注入二氧化碳后注入二氧化碳后, ,二氧化碳二氧化碳可置換出煤層氣，使更多可置換出煤層氣，使更多的甲烷被采出的甲烷被采出, ,同時二氧化同時二氧化碳被吸附。煤層可吸附碳被吸附。煤層可吸附2 2倍倍于甲烷的二氧化碳。于甲烷的二氧化碳。深海埋存深海埋存兩種方式兩種方式: :一是使用陸上的管線或移一是使用陸上的管線或移動的船把二氧化碳注入動的船把二氧化碳注入15000 m15000 m深度深度, ,這是二氧化碳具有浮力的臨界深度這是二氧化碳具有浮力的臨界深度,

12、 ,在這個深度二氧化碳能有效地被溶解在這個深度二氧化碳能有效地被溶解和被驅散；二是使用垂直的管線將二和被驅散；二是使用垂直的管線將二氧化碳注入到氧化碳注入到30000m30000m深度深度, ,由于二氧由于二氧化碳的密度比海水大化碳的密度比海水大, ,二氧化碳不能二氧化碳不能溶解溶解, ,只能沉入海底只能沉入海底, ,形成二氧化碳形成二氧化碳液體湖液體湖二二氧氧化化碳碳埋埋存存場場所所選選擇擇COCO2 2的礦石碳化和工業利用技術的礦石碳化和工業利用技術n礦石碳化是利用化學反應礦石碳化是利用化學反應將將COCO2 2轉化為固體轉化為固體無機碳酸鹽無機碳酸鹽。工業利用是直接或者以生產。工業利用是

13、直接或者以生產各種含碳化學物填料形式加以利用。各種含碳化學物填料形式加以利用。n工業上對工業上對COCO2 2的利用包括的利用包括COCO2 2作為反應物的生作為反應物的生化過程化過程, ,例如例如, ,在尿素和甲醇生產中利用在尿素和甲醇生產中利用COCO2 2的生化過程的生化過程, ,以及各種直接利用以及各種直接利用COCO2 2的技術應的技術應用用, ,比如作為萃取溶劑、制冷劑、中和劑、比如作為萃取溶劑、制冷劑、中和劑、干洗劑、飲料和滅火材料等應用。干洗劑、飲料和滅火材料等應用。二氧化碳減排的具體手段和新型技術二氧化碳減排的具體手段和新型技術電站二氧化碳減排應用電站二氧化碳減排應用將二氧化

14、碳轉化為工業原料的節能減排技術將二氧化碳轉化為工業原料的節能減排技術向綠色汽車提供更多新材料和新產品向綠色汽車提供更多新材料和新產品1 13 32 2電站二氧化碳減排應用電站二氧化碳減排應用n 即向燃煤電站進純氧即向燃煤電站進純氧, ,而不是進空氣。這樣除去而不是進空氣。這樣除去了氮了氮, ,就可以在排放氣體中產生高濃度的就可以在排放氣體中產生高濃度的CO2CO2。用富氧。用富氧燃料燃料, ,可以產生富可以產生富CO2CO2煙道氣煙道氣, ,為準備封存而分離和凈為準備封存而分離和凈化化CO2CO2的成本可以降低。空氣產品公司現已開發了試的成本可以降低。空氣產品公司現已開發了試驗室規模的技術，準

15、備在示范裝置檢驗這項技術。羅驗室規模的技術，準備在示范裝置檢驗這項技術。羅地亞能源服務部也建立了一家負責能源供應管理和生地亞能源服務部也建立了一家負責能源供應管理和生產的集團。羅地亞認為用產的集團。羅地亞認為用CO2CO2排放氣作原料不是一個排放氣作原料不是一個可行的選擇可行的選擇, ,因為排放的因為排放的CO2CO2要擴散要擴散, ,過程將是高耗能過程將是高耗能的的, ,但公司正在研究但公司正在研究CO2CO2捕獲的化學方法捕獲的化學方法。富氧燃料技術富氧燃料技術向綠色汽車提供更多新材料和新產品向綠色汽車提供更多新材料和新產品 1.1.生物基材料替代石油基材料生物基材料替代石油基材料 2.2

16、.降低輪胎滾動阻力降低輪胎滾動阻力 3.3.發展塑料汽車發展塑料汽車生物基材料替代石油基材料生物基材料替代石油基材料n 福特公司在其福特公司在其20082008年的年的MustangMustang賽車中已經在座賽車中已經在座椅靠背和坐墊的泡沫塑料中使用椅靠背和坐墊的泡沫塑料中使用5%5%由大豆制成的聚醚由大豆制成的聚醚多元醇。福特公司計劃用大豆作原料的聚醚多元醇替多元醇。福特公司計劃用大豆作原料的聚醚多元醇替代代40%40%用石油作原料的聚醚多元醇用石油作原料的聚醚多元醇, ,福特公司說福特公司說, ,這不這不僅可減少對環境的影響僅可減少對環境的影響, ,而且每年可節約成本而且每年可節約成本2

17、6002600萬萬美元。福特公司的長期目標一直是用一些由植物制得美元。福特公司的長期目標一直是用一些由植物制得的材料替代由石油制得的材料的材料替代由石油制得的材料, ,最終目標是減少公司最終目標是減少公司生產汽車對環境的影響。福特等公司還在研究將低成生產汽車對環境的影響。福特等公司還在研究將低成本的大豆渣加入到復合材料中的技術本的大豆渣加入到復合材料中的技術, ,以降低生產成以降低生產成本本, ,同時減輕汽車質量同時減輕汽車質量, ,增加強度。增加強度。降低輪胎滾動阻力降低輪胎滾動阻力n 除了生物基纖維外除了生物基纖維外, ,帝人公司還開發了可以減少帝人公司還開發了可以減少燃料消耗的技術燃料消

18、耗的技術, ,例如用聚碳酸酯替代發動機罩和車例如用聚碳酸酯替代發動機罩和車頂的鋼和玻璃可以減輕汽車的質量頂的鋼和玻璃可以減輕汽車的質量; ;該公司還改進了該公司還改進了橡膠成分橡膠成分, ,從而可降低輪胎的滾動阻力。從而可降低輪胎的滾動阻力。SulfronSulfron是一是一種以芳酰胺為主的改性橡膠配混物種以芳酰胺為主的改性橡膠配混物, ,是帝人公司向輪是帝人公司向輪胎市場提供的最新產品。將胎市場提供的最新產品。將SulfronSulfron加入到輪胎配混加入到輪胎配混物中物中, ,據說可以降低滾動阻力據說可以降低滾動阻力15%15%20%20%，從而可降低，從而可降低燃料消費量燃料消費量3

19、%3%5%5%。此外。此外, ,還可延長壽命還可延長壽命15%15%。輪胎對。輪胎對于解決燃料消耗問題起著關鍵作用。于解決燃料消耗問題起著關鍵作用。發展塑料汽車發展塑料汽車n 使用節約燃料的汽車塑料替代用于汽車部件的金使用節約燃料的汽車塑料替代用于汽車部件的金屬和玻璃屬和玻璃, ,在世界各地的汽車展會上給人以深刻印象在世界各地的汽車展會上給人以深刻印象。鋼占現在汽車質量的。鋼占現在汽車質量的2/3,100kg2/3,100kg的塑料平均可以替的塑料平均可以替代代300kg300kg的鋼。估計汽車的質量對其的鋼。估計汽車的質量對其COCO排放的影響大排放的影響大于于30%30%。汽車質量只要減輕。汽車質量只要減輕10%,10%,每千米就可以減少每千米就可以