二氧化碳捕集技術(shù)集錦第一部分：二氧化碳捕集技術(shù)介紹二氧化碳捕集技術(shù)介紹(一)利用堿性的乙醇胺溶液與酸性的二氧化碳發(fā)生可逆反應(yīng)，即：在40℃左右時(shí)吸收二氧化碳，生成水溶性鹽，二氧化碳被吸收，升溫至110℃左右時(shí)發(fā)生將煤高壓富氧氣化變成煤氣，再經(jīng)過水煤氣變換后將產(chǎn)生CO?和氫氣 (H?),氣體壓力和CO?濃度都很高，用傳統(tǒng)燃煤電站的技術(shù)流程，但通過制氧技術(shù)，將空氣中大比例的氮?dú)?(N?)脫除，直接采用高濃度的氧氣(O?)與抽回的部分煙氣(煙道氣)的集CO?,目前常用的CO?分離技術(shù)主要有化學(xué)吸收法(利用酸堿性吸收)和物理吸收法(變溫或變壓吸附),此外還有膜分離法技術(shù)，正處于發(fā)展階段但卻是公認(rèn)的在能耗和設(shè)備緊湊性方面具有非常大潛力的技術(shù)。從理論上說，燃燒后捕集技術(shù)適用于任何一種火力發(fā)電廠。然而，普通煙氣的壓力小體積大，CO?濃度低，而且含有大量的N?,因此捕集系統(tǒng)龐大耗費(fèi)大量的能源。燃煤電廠煙氣CO?捕集及利用技術(shù)簡(jiǎn)介火力發(fā)電是排放二氧化碳的最大行業(yè)。火力發(fā)電廠燃燒化石燃料后排放的二氧化碳占全球燃燒同種燃料排放量的30%。因此，排放二氧化碳最多的燃煤電廠成為最具潛力實(shí)施二氧化碳捕集的行業(yè)。西安熱工研究院有限公司經(jīng)過多年的研究，成功開發(fā)了燃煤電廠O?含2.5),并應(yīng)用于我國(guó)首個(gè)燃煤電廠CO,捕集裝置華能北京熱電廠3000~5000t/aCO?捕集示范裝置。技術(shù)特色與優(yōu)勢(shì)Fkt**g1ion5TeamSyitemClganingCleaniagSelutinn磷聚FamRi<b/LannSoLHeatExcbamgRefluAbxorbeDrumStrippergebatle欲液菜肅清冷知goExhunst加R從期業(yè)二氧化碳捕集的應(yīng)用所捕集的二氧化碳可用于生產(chǎn)尿素、甲醇、合成氣、醋酸、食品二氧化碳等，同時(shí)還有其他較為廣泛的工業(yè)用途：可作為鑄造添加劑、金屬冶煉穩(wěn)定劑、陶瓷固定劑、食品添加劑、消防滅火劑等。二氧化碳捕集技術(shù)介紹(二)2012年03月02日華能履行社會(huì)責(zé)任典型案例之一華能二氧化碳捕集技術(shù) 走向世界、擁抱藍(lán)天二氧化碳等溫室氣體的減排越來越受到國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注，已成為國(guó)際能源領(lǐng)域研發(fā)的熱點(diǎn)。我國(guó)二氧化碳的排放量?jī)H次于美國(guó)居世界第二位，減排二氧化碳的壓力越來越大，并將成為制約我國(guó)燃煤發(fā)電可持續(xù)發(fā)展的瓶頸之一。目前，國(guó)際上二氧化碳捕集和處理技術(shù)尚處于研究開發(fā)和示范階段。中國(guó)華能集團(tuán)公司在二氧化碳捕集領(lǐng)域不斷探索、研究，先后建成投產(chǎn)華能北京熱電廠二氧化碳捕集示范項(xiàng)目及國(guó)內(nèi)最大的二氧化碳捕集項(xiàng)目華能上海石洞口二廠二氧化碳捕集項(xiàng)目，為推動(dòng)我國(guó)在節(jié)能減排領(lǐng)域的科技創(chuàng)新做出了不懈努力。1、二氧化碳捕集技術(shù)誕生背景二氧化碳是導(dǎo)致全球氣候變暖的溫室氣體的主要成分之一，對(duì)溫室效應(yīng)的貢獻(xiàn)達(dá)到55%。目前全世界每年向大氣中排放的二氧化碳總量達(dá)到近300億噸二氧化碳利用量則僅為1億噸左右，遠(yuǎn)不到排放總量的百分之一。2005年2月16日，《京都議定書》正式生效，這是人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體的排放；2009年12月7日，哥本哈根會(huì)議對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家在溫室氣體減排上的責(zé)任進(jìn)行磋商約定，作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的大國(guó)中國(guó)政府作出了莊嚴(yán)承諾，2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的二氧化碳排放量比2005年下降40-45%.火力發(fā)電廠是排放二氧化碳的最大行業(yè)。火力發(fā)電廠燃燒化石燃料后排放的二氧化碳占全球燃燒同種燃料排放量的30%,大約占全球人類活動(dòng)排放二氧化碳的24%。因此，排放二氧化碳最多的燃煤電廠成為最具潛力實(shí)施二氧化碳捕集的行業(yè)。目前適用于燃煤電站的成熟的二氧化碳捕集技術(shù)僅為化學(xué)吸收法脫碳技術(shù)，采用該技術(shù)的電站有美國(guó)WarriorRun電站，裝機(jī)容量18萬千瓦，每天可生產(chǎn)150噸食品級(jí)二氧化碳；美國(guó)Oklahoma州ShadyPoint電站，裝機(jī)容量4×8萬千瓦，每天可生產(chǎn)99%的二氧化碳200噸；日本西南部長(zhǎng)崎松島的JPower100萬千瓦燃煤電廠的二氧化碳捕集試驗(yàn)示范工程，捕集量為10噸/天。2008年7月，中國(guó)華能集團(tuán)在華能北京熱電廠成功建成3000噸/年級(jí)煙氣脫碳試驗(yàn)示范裝置，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到或超過國(guó)際先進(jìn)水平，捕集二氧化碳純度可達(dá)到99.5%,經(jīng)過精處理后，可達(dá)到99.997%的食品級(jí)要求。這一成果得到煙氣中的二氧化碳在吸收塔與復(fù)合胺反應(yīng)生成氨基甲酸鹽，并被輸送至再生塔加熱分解還原為復(fù)合胺和二氧化碳，復(fù)合胺溶液返回吸收塔進(jìn)行再次吸附，而二氧化碳?xì)怏w則經(jīng)加壓、除雜、提純、液化等工序，提純?yōu)榧兌葹?9.99%的二氧化碳。脫碳工藝流程主要由煙氣預(yù)處理系統(tǒng)、填料吸收塔、填料再生塔、排氣洗滌系統(tǒng)、溶液系統(tǒng)、產(chǎn)品氣處理系統(tǒng)(包括冷凝、氣液分離、壓縮)、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)、輔助蒸汽系統(tǒng)以及水平衡維持系統(tǒng)等組成。精處理工藝流程主要由二氧化碳?xì)怏w儲(chǔ)存系統(tǒng)、二氧化碳?xì)怏w壓縮系統(tǒng)、二氧化碳提純系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)以及儲(chǔ)存裝車系統(tǒng)等組成為一項(xiàng)重要工作在深入推進(jìn)。目前我國(guó)人均每年二氧化碳排放量為2.7噸，而2008年12月2日，中國(guó)華能集團(tuán)與上海電氣集團(tuán)在上海簽訂了“華能上海二期擴(kuò)建工程，同步建設(shè)世界火電行業(yè)最大的10萬噸/年二氧化碳捕集裝置，石洞口二廠二期脫碳項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)由西安熱工研究院和華東電力設(shè)計(jì)院聯(lián)合完成。在此基礎(chǔ)上，西安熱工研究院負(fù)責(zé)工藝流程設(shè)計(jì)和非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)，華東電力設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)土建、建筑、總平面、施工圖、與主體工程接口以及其它輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該項(xiàng)工程開創(chuàng)先河、積累經(jīng)驗(yàn)、完善技術(shù)，通過二氧化碳的重復(fù)利用，降低排放總量，為溫室氣體排放的總量控制作出貢獻(xiàn)。全球環(huán)境保護(hù)組織世界自然基金會(huì)(WWF)已正式啟動(dòng)中國(guó)低碳城市發(fā)展項(xiàng)目，上海成為首批試與封存(CCS),屬于直接減排方式，受到成本和技術(shù)的限制，目前尚未得到實(shí)際應(yīng)用；二是對(duì)二氧化碳捕集產(chǎn)品進(jìn)行循環(huán)利用，通過排放總量的控制，達(dá)到間接減排的目的。目前，國(guó)際上已經(jīng)開展二氧化碳捕集的燃煤電站，基本以二氧化碳在常溫常壓下是無色、無臭、無味的氣體，相對(duì)分子質(zhì)量為44.01,比重1.53,密度1.977g/L,在大氣中的含量為0.03%。二氧化碳是一種寶貴的碳、氧資源，它在地球的儲(chǔ)量比天然氣、石油和煤的總和還多數(shù)倍。目火電企業(yè)開展二氧化碳捕集具有一定的市場(chǎng)前景，上海地區(qū)二氧化碳市場(chǎng)年需求量在15-18萬噸之間，用戶主要集中在焊接和干冰兩方面，其中，用于焊接的二氧化碳年消耗量約為8萬噸，占45%,用于制造干冰的二氧化碳年消耗量約為6萬噸占35%,其余用于碳酸飲料、啤酒、冷凍、卷煙以及糧食包裝儲(chǔ)運(yùn)的二氧化碳年消耗量共約4萬噸，占20%,預(yù)計(jì)上海地區(qū)二氧化碳市場(chǎng)年增量為15%。根據(jù)初步設(shè)計(jì)估算，本項(xiàng)目的運(yùn)行成本約在450元/噸左右，食品級(jí)二氧化碳的市場(chǎng)批發(fā)價(jià)格約在600-800元/噸，按照每噸平均盈利200元計(jì)算，年產(chǎn)生利潤(rùn)約2000萬元。為推動(dòng)中美兩國(guó)企業(yè)在節(jié)能減排、應(yīng)對(duì)氣候變化方面的合作，中國(guó)華能集技術(shù)合作協(xié)議》(以下簡(jiǎn)稱《協(xié)議》),在2011年初國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人訪美期間，在(一)主要合作內(nèi)容1、開展在燃煤電廠二氧化碳減排領(lǐng)域的合作研究。雙方同意采用中國(guó)華能集團(tuán)公司自主開發(fā)的二氧化碳捕集技術(shù)，對(duì)美國(guó)電力公司擁有的一座60萬千瓦燃煤電廠進(jìn)行年捕集150萬噸二氧化碳工程可行性研究，適時(shí)推進(jìn)150萬噸每年的二氧化碳捕集示范工程的建設(shè)。2、開展在提高現(xiàn)有燃煤電廠能效領(lǐng)域的合作。根據(jù)協(xié)議，雙方將分別對(duì)不同類型的燃煤機(jī)組進(jìn)行對(duì)比研究，查找問題，提出節(jié)能降耗的具體(二)合作的意義煤技術(shù)團(tuán)隊(duì)的主要成員單位，合作的內(nèi)容符合CERC的要求，并得到了中國(guó)國(guó)中美兩個(gè)最大發(fā)電公司的合作必將積極促進(jìn)中美兩國(guó)電力公司相互學(xué)習(xí)和借鑒先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，提升兩國(guó)燃煤電廠節(jié)能降耗和二氧化碳減排的技術(shù)水平。該合作也為中國(guó)華能集團(tuán)公司自主研發(fā)的二氧化碳捕集技術(shù)進(jìn)入美國(guó)乃至國(guó)際能源市場(chǎng)提供了契機(jī)，對(duì)提升我國(guó)自主技術(shù)在國(guó)際能源領(lǐng)域的國(guó)際影響溶劑吸收法是使用溶劑對(duì)二氧化碳進(jìn)行吸收和解吸，二氧化碳濃度可達(dá)98%以上，但該法只適合于從低濃度二氧化碳廢氣中回收二氧化碳，且流程復(fù)雜操作成本高。變壓吸附法通過采用固體吸附劑吸附混合氣中的二氧化碳，濃度可達(dá)60%以上，但該法只適合于從化肥廠變換氣中脫除二氧化碳，且二氧化碳有機(jī)膜分離法利用中空纖維膜在高壓下分離二氧化碳，主要適用于氣源干凈、需用二氧化碳濃度不高于90%的場(chǎng)合，目前該技術(shù)國(guó)內(nèi)處于開發(fā)階段。催化燃燒法利用催化劑和純氧氣把二氧化碳中的可燃燒雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成二氧化碳和水，由于該法只能脫除可燃雜質(zhì)，能耗和成本高，已被淘汰。上述方法生產(chǎn)的二氧化碳都是氣態(tài)，都需經(jīng)吸附精餾法進(jìn)一步提純凈化、精餾液化，才能進(jìn)行液態(tài)儲(chǔ)存和運(yùn)輸。吸附精餾技術(shù)是上述方法在接續(xù)過程中必須使用的通用2007年9月底，巴斯夫公司、RWE電力公司和林德集團(tuán)就曾宣布，正在聯(lián)手開發(fā)并將推廣使用從燃煤電廠煙氣中捕集二氧化碳的新工藝。目標(biāo)是先去除、然后在地下貯存濃度超過90%的二氧化碳。他們將在德國(guó)一褐煤燃燒發(fā)電廠建設(shè)和運(yùn)作中型裝置，林德公司進(jìn)行該中型裝置的工程建設(shè)。目標(biāo)是到2020年商第二部分：二氧化碳捕集技術(shù)的發(fā)展研究人員正在開發(fā)從燃煤電廠捕集CO2的技術(shù)，到2100年燃煤電廠可望占全球CO2排放量80%。但現(xiàn)在僅有三個(gè)大規(guī)模的捕集計(jì)劃正在進(jìn)行之中，每年可捕集約300萬噸的CO2,以注入地下鹽水深層中或油井中提高石油采收率。化學(xué)工業(yè)使用的CO2總量1.15億噸僅占每年排向大氣的CO2總量0.5%不到。雖然采用現(xiàn)有技術(shù)可使CO2利用量可望翻兩番，但仍不能解決CO2過量室氣體轉(zhuǎn)化成有用的化學(xué)品。研究人員指出，不能只依賴于化學(xué)工業(yè)利用CO2而才能大量削減從化石燃料燃燒的CO2排放。幾種其他對(duì)策同時(shí)應(yīng)用是必須的包括提高現(xiàn)有化學(xué)燃料利用過程的效率，捕集和利用或封存從化石燃料燃燒產(chǎn)煤炭資源的日漸枯竭也需要有新的碳源及時(shí)補(bǔ)充，因此世界各國(guó)十分重視開發(fā)常用的CO2回收利用方法有以下幾種。(1)溶劑吸收法。使用溶劑對(duì)CO2進(jìn)行吸收和解吸，CO2濃度可達(dá)98%以上。該法只適合于從低濃度CO2廢氣中回收CO2,且流程復(fù)雜，操作成本高。(2)變壓吸附法。采用固體吸附劑吸附混合氣中的CO2,濃度可達(dá)60%以上。該法只適合于從化肥廠變換氣中脫除CO2,且CO2濃度太低不能作為產(chǎn)品使用。(3)有機(jī)膜分離法。利用中空纖維膜在高壓下分離CO2,只適用于氣源干凈、需用CO2濃度不高于90%的把CO2中的可燃燒雜質(zhì)轉(zhuǎn)換成CO2和水。該法只能脫除可燃雜質(zhì)，能耗和成本高，已被淘汰。上述方法生產(chǎn)的CO2都是氣態(tài)，都需經(jīng)吸附精餾法進(jìn)一步提純凈化、精餾液化，才能進(jìn)行液態(tài)儲(chǔ)存和運(yùn)輸。吸附精餾技術(shù)是上述方法在接美國(guó)電力研究院(EPRI)所作的研究指出，在發(fā)電廠中采用氨洗滌可使CO2減少10%,而較老式的MEA(胺洗滌)法可使CO2減少29%。巴斯夫公司和日本JGC公司己開始聯(lián)合開發(fā)一種新技術(shù)，可使天然氣中含有的CO2脫除和貯存費(fèi)用削減20%。該項(xiàng)目得到日本經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易和工業(yè)省的支CO2可利用吸收劑如單乙醇胺(MEA)從燃燒過程的煙氣中加以捕集，然而，再生吸收劑需額外耗能，對(duì)于MEA,從煙氣中回收CO2需耗能約900kcal/kgCO2,通常這是不經(jīng)濟(jì)的。日本三菱重工公司(MHI)與關(guān)西電力公司(KEPCO)合作，開發(fā)了新工藝，可使CO2回收途徑帶來新的變化。MHI操作時(shí)胺類的總損失可減少到常規(guī)吸收劑的約1/20。對(duì)于能量費(fèi)用不昂貴的地區(qū)，大規(guī)模裝置使用新的工藝過程，CO2回收費(fèi)用(包括壓縮所需費(fèi)用)約為20美元/tCO2,它比基于MEA的常規(guī)方法低約30%。MHI已在馬來西亞一套尿素裝置上驗(yàn)證這一技術(shù)，從煙氣中回收200tCO2/d。巴斯夫公司實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，采用新型溶劑從發(fā)電廠排放物中脫除CO2,具有耐用和耗用很少能量的優(yōu)點(diǎn)。這種溶劑由巴斯夫公司與歐盟“捕集CO2并貯存”開發(fā)項(xiàng)目組其他成員共同開發(fā)。2006年3月將在位于丹麥Esbjerg(埃斯比約)的世界最大的中型煤發(fā)電裝置上試用。首次試驗(yàn)將采用單乙醇胺 (MEA)作為參比溶劑。捕集CO2所用溶劑的重要之點(diǎn)在于減少脫除CO2所需的能量，如果需要能量太高，會(huì)減少電廠的電力產(chǎn)量。例如，燃煤電站使用常規(guī)的MEA溶劑捕集CO2,會(huì)使發(fā)電量減少45%~30%。新開發(fā)的溶劑可除去或是用化學(xué)溶劑把二氧化碳結(jié)合住，然后，溶劑在返回到工藝前釋放出這種二氧化碳。為防止二氧化碳跑到大氣中，需要對(duì)它冷凝和儲(chǔ)存，例如，存放在巖石的含水層(砂石含水層)中、礦層中或原來的石油天然氣礦層中。但常規(guī)的溶劑容易被電廠廢氣中夾帶的氧氣分解，這種工藝要達(dá)到吸收、釋放和儲(chǔ)存二氧化碳，需要很大的能量輸入。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明，巴斯夫開發(fā)的胺基新溶劑比常規(guī)溶劑穩(wěn)定得多，并可使用較長(zhǎng)時(shí)間，在吸收和釋放二氧化碳過程中，耗能也巴斯夫公司、RWE電力公司和林德集團(tuán)2007年9月底宣布，聯(lián)手開發(fā)并將推廣使用從燃煤電廠煙氣中捕集CO2的新工藝。合作伙伴目標(biāo)是先去除、然后在地下貯存超過90%的CO2。這些公司的合作包括在RWE電力公司德國(guó)Niederaussem的褐煤燃燒發(fā)電廠建設(shè)和運(yùn)作中型裝置，試驗(yàn)巴斯夫公司用于CO2洗滌的新溶劑。林德公司進(jìn)行該中型裝置的工程建設(shè)。目標(biāo)是到2020年在褐煤燃燒發(fā)電廠商業(yè)化應(yīng)用CO2捕集。一旦中型試驗(yàn)完成，合作方將于斯夫是30家CO2從捕集到貯存(CASTOR)合作項(xiàng)目的成員，該項(xiàng)目得到歐盟的資助。2005年，巴斯夫開發(fā)了新的溶劑，從電廠排放中去除CO2頗為有效，中含有的氧氣影響而使之變質(zhì)，過程也需要供入大量能量以達(dá)到吸收、釋放和貯存CO2的效果。巴斯夫?qū)⒒诎返男氯軇┨峁┙oCASTOR,它比常規(guī)溶劑更為穩(wěn)定，可使用很長(zhǎng)時(shí)間。在吸收和釋放CO2的過程中，消耗能量也很少。RWE電力公司也在開發(fā)帶有CO2捕集、運(yùn)送和貯存的一體化氣化聯(lián)合循環(huán)過程(IGCC)的燃煤電廠，該450MW的電廠將于2014年投運(yùn)。RWE電力公司是德國(guó)最大的電力生產(chǎn)商，也向中/東歐供應(yīng)電力。該公司使美國(guó)Powerspan公司開發(fā)了ECO2捕集工藝，可使用含水的氨(AA)溶液從電廠煙氣(FG)中捕集CO2。這是該公司與美國(guó)能源部國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 (NETL)共同研究的成果。BP替代能源公司與Powerspan公司正在開發(fā)和驗(yàn)證Powerspan公司稱為ECO2基于氨的CO2捕集技術(shù)，并將使其用于燃煤電廠推向商業(yè)化。這種后燃燒CO2捕集工藝適用于改造現(xiàn)有的燃煤發(fā)電機(jī)組和新建的燃煤電廠。ECO2捕集工藝與Powerspan公司的電催化氧化技術(shù)組合在一起，在ECO的SO2、NOx和汞脫除步驟的下游。根據(jù)美國(guó)國(guó)家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(NETL)等對(duì)使用含水的氨吸收CO2進(jìn)行的研究表明，傳統(tǒng)的單乙醇胺(MEA)工藝用于CO2脫除，CO2負(fù)荷能力(吸收每kgCO2/ks吸收劑)低，有高的設(shè)備腐蝕率，胺類會(huì)被其他煙氣成分降解，同時(shí)吸收劑再生時(shí)能耗高。比較而言，氨水加工有較高的負(fù)荷能力，無腐蝕問題，在煙氣環(huán)境下不會(huì)降解可使吸收劑補(bǔ)充量減少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低于MEA。NH3。NH3被分離并返回洗滌器。得到濃縮的CO2物流尤其適用于回收。脫除CO2在捕集SO2和NOx的下游進(jìn)行。捕集SO2和NOx也用AA洗滌，采用工藝的中試于2007年在美國(guó)俄亥俄州工廠進(jìn)行。該中試裝置將處理來自電廠排出的1MW當(dāng)量(約2000立方英尺/分鐘)CO2(20噸/天)。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中對(duì)于新的燃用粉煤電廠(采用超臨界蒸汽循環(huán)),CO2捕集率為90%,采用常規(guī)污染控制系統(tǒng)和MEA時(shí)，脫除每噸CO2成本為47美元，需電力7.6kW.h。技術(shù)的中型規(guī)模試驗(yàn)預(yù)期于2008年初在FirstEnergy公司美國(guó)俄亥俄州ECO裝置中處理1MW的側(cè)線氣流(20該工廠在2007年初已在Burger工廠就地鉆探了8000英尺試驗(yàn)井，用于就地封存CO2。該中型設(shè)施將是常規(guī)燃煤電廠驗(yàn)證CO2捕集和封存的第一次設(shè)施。據(jù)測(cè)算，與已商業(yè)化應(yīng)用的基于胺類的CO2捕集技術(shù)相比，基于氨的CO2捕集技術(shù)在成本上可望大大法國(guó)Alstom公司推出先進(jìn)的吸收劑后燃燒CO2捕集(制冷氨)工藝。制冷氨工藝是用于后燃燒捕集而開發(fā)的幾種新工藝之一，它使煙氣冷卻，回收大量水用于循環(huán)，然后按照減少二氧化硫排放的系統(tǒng)所用吸收器相似的方法，利用CO2吸收器。在潔凈煙氣中剩余的低濃度氨用冷水洗滌加以捕集，并返回吸收器。CO2然后被壓縮用于提高石油采收率或貯存。該技術(shù)將在現(xiàn)有燃煤電廠改造和新設(shè)計(jì)中應(yīng)用。Alstom公司現(xiàn)已采用制冷氨系統(tǒng)用于5MW的中型項(xiàng)目2007年3月，美國(guó)電力公司(AEP)和法國(guó)Alstom公司簽署的協(xié)議，將使Alstom公司先進(jìn)的吸收劑后燃燒CO2捕集(制冷氨)工藝于2011年達(dá)到全商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。2011年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模200MW。這將是驗(yàn)證后燃燒碳捕集的冷氨的技術(shù)，該裝置于2008年投運(yùn)。待完成技術(shù)評(píng)價(jià)后，該公司將計(jì)劃使該技2007年6月，Alstom公司為轉(zhuǎn)讓其基于制冷的CO2捕集技術(shù)簽署了兩項(xiàng)公司于2007年10月Alstom技術(shù)還將在美國(guó)西弗吉尼亞州NewHaven的AEP公司1300MW電20~30MW。Alstom制冷氨系統(tǒng)預(yù)計(jì)可捕集10萬~20萬噸/年CO2,將注入當(dāng)近年來工業(yè)級(jí)和食品級(jí)CO2的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，而通常法、變壓吸附法、有機(jī)膜分離法和催化燃燒法等回收的CO2產(chǎn)品無法達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也受到限制。大連理工大學(xué)立足于CO2回精制技術(shù)，成功開發(fā)出吸附精餾法回收CO2新工藝，并推廣應(yīng)用到生產(chǎn)過程中用于將化工企業(yè)生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳?xì)饣厥仗峒儭Ｔ摴に嚨年P(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，開發(fā)的烯烴吸附劑和工藝優(yōu)化技術(shù)為國(guó)際首創(chuàng)。該技術(shù)采用特殊配方制成的固體復(fù)合吸附劑，有針對(duì)性地把CO2中的重組除盡，再利用熱泵精餾技術(shù)，把輕組分雜質(zhì)分離除盡，使CO2純度達(dá)到99.996%以上。目前大連理工大學(xué)已研制成功了12種不同類型的吸附劑，可分附劑配方獨(dú)特，性能優(yōu)越，雜質(zhì)凈化度高。此外，與以往一套吸附床裝一種吸附劑只脫除一種雜質(zhì)不同，該技術(shù)可在一套吸附床中裝填幾種不同的吸附劑吸附多種雜質(zhì)，全部工藝過程操作簡(jiǎn)單，投資少，可將合成氨廠、煉油廠、制氫或乙二醇化工廠、酒精廠以及燃燒氣、分解氣等各種氣源中的二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行進(jìn)一步提純凈化，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。隨著吸附精餾法回收精制CO2工業(yè)化技術(shù)術(shù)正在成為碳資源的有力補(bǔ)充。大連理工大學(xué)化工學(xué)院繼在海城鎂砂公司、遼陽金興化工廠等企業(yè)建成共計(jì)7萬噸/年的CO2回收裝置后，目前遼河煉油廠、湖北化肥廠、錦州石化公司、天津吉華化工公司等采用這一技術(shù)設(shè)計(jì)建造的CO2回收精制裝置也己投產(chǎn)，截至2005年底已經(jīng)累計(jì)創(chuàng)造產(chǎn)值11977萬元。采用該法所得的液體二氧化碳產(chǎn)品純度不但達(dá)到國(guó)家食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，而且超過美國(guó)可口可樂和英國(guó)BOC公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)介紹，該工藝采取了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)。針對(duì)二氧化碳中不同的雜質(zhì)，開發(fā)出不同配方的吸附劑，分別用于脫除二氧化碳?xì)庵械母鞣N重組分，該吸附劑吸附量大，選擇性強(qiáng)，產(chǎn)品純度高。該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用方便，可在一套吸附床中裝填幾種不同的吸附劑以吸附幾種不同的雜質(zhì)并直接使用精餾塔頂排出的輕組分氣體作吸附劑再生氣，免去了使用高溫蒸汽美國(guó)新開發(fā)的一種超級(jí)海綿狀物質(zhì)可吸收發(fā)電廠或汽車尾管排放的排氣中方法(包括水溶液處理)更為有效和價(jià)格低廉。美國(guó)密歇根大學(xué)的研究人員采用化學(xué)合成方法，制取了這類海綿狀物質(zhì)。這種材料稱之為金屬-有機(jī)骨架 (MOF)混合物，為穩(wěn)定的、結(jié)晶型多孔物質(zhì)，由有機(jī)鏈接基團(tuán)組合金屬簇構(gòu)成。據(jù)報(bào)道，這種MOF能很好地捕集CO2。其化合物之一MOF-177在中等壓力(約3.0MPa)下，可捕集140w%(33.5mmol/g)室溫下的CO2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何其他多孔材料的CO2貯存能力。超級(jí)綿狀MOF-177由正八面體Zn4羧基化物簇與有機(jī)基團(tuán)鏈接而成，這種材料有極高的表面積，達(dá)4,500m2/g,相當(dāng)于每克材料有約4個(gè)足球場(chǎng)大小的面積。在捕集CO2后，氣體可在稍微加熱的情況下很容易地釋放出來，然后可用于各種反應(yīng)的試劑，包括制取聚碳酸酯建一項(xiàng)最近的科研成果表明，采用先進(jìn)陶瓷材料制作的微細(xì)管，通過控制燃料具有從空氣中過濾氧氣的顯著特征。這樣，通過在純氧中燃燒燃料，就可產(chǎn)生近乎純二氧化碳的氣流，純二氧化碳具有可再加工為有用化學(xué)品的潛在商業(yè)究了數(shù)十年之久，主要可望用作燃料電池的陰極。但英國(guó)北部Newcastle大學(xué)的工程技術(shù)人員與倫敦帝國(guó)大學(xué)合作，將它開發(fā)可望應(yīng)用于減少燃?xì)怆娬荆部赡軕?yīng)用于減少燃煤和燃油電站排放。常規(guī)的燃?xì)怆娬驹诳諝鈿饬髦腥紵淄樯傻獨(dú)夂蜏厥覛怏w的混合物，包括二氧化碳和氮氧化合物，它們都被排放至大氣。因?yàn)楦叩某杀竞退璐罅磕芰浚瑸榇耍蛛x這些氣體并不實(shí)際。然而，化碳和蒸汽，它們可以很容易地將蒸汽冷凝為水而得以分離。所得二氧化碳?xì)饬骺晒茌斨良庸ぱb置，用于轉(zhuǎn)化成化學(xué)品，如甲醇、有用的工業(yè)燃料和溶劑。及倫敦帝國(guó)大學(xué)化學(xué)工程系的同事們?cè)趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)開發(fā)并試驗(yàn)成功，這一項(xiàng)研究得到工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)(EPSRC)的支助。該研發(fā)成果已在2007年8硬的吸水管，但它可滲透氧離子。關(guān)鍵是LSCF在典型的電站操作溫度約800℃條件下也能耐腐蝕或不會(huì)分解。當(dāng)管子的外側(cè)吹入空氣時(shí)，氧氣就可通過管壁進(jìn)入內(nèi)側(cè)，在內(nèi)側(cè)，氧氣就可與泵送進(jìn)入管子中心的甲烷氣體一起進(jìn)行燃燒。剩余的主要由氮?dú)饨M成的缺氧空氣可再返回大氣，對(duì)環(huán)境無不利影響。而在燃燒后可從管子內(nèi)側(cè)收集二氧化碳。另一種替代方案是可控制空氣和甲烷的流量，可很容易地轉(zhuǎn)化成各種有用的烴類化學(xué)品。LSCF管屬于鑭-鍶-鈷-鐵氧化物材質(zhì)，己在實(shí)驗(yàn)室成功進(jìn)行了試驗(yàn)，其設(shè)計(jì)對(duì)能源工業(yè)頗具吸引力。研究團(tuán)隊(duì)正從目前情況看來，有可能在電站燃燒室內(nèi)安裝大量這類管子，管子之間的空間用空氣進(jìn)行循環(huán)。從理論上看，該技術(shù)也可能應(yīng)用于燃煤和燃油電站，這一操作在理論上說是簡(jiǎn)單的，但會(huì)增大電站運(yùn)營(yíng)的成本和復(fù)雜程度。據(jù)英國(guó)政府統(tǒng)計(jì)，英國(guó)能源工業(yè)產(chǎn)生超過2億噸/年的二氧化碳，這些二氧化碳超過英國(guó)二氧美國(guó)德克薩斯大學(xué)的工程技術(shù)人員開發(fā)的改進(jìn)型塑料材料可大大改進(jìn)從天然氣中分離溫室氣體CO2的能力。這種新的聚合物膜可自然地仿制電池膜中才有的小孔，基于它們的形狀，其獨(dú)特的砂漏形狀可有效地分離分子。科學(xué)工業(yè)研究組織2007年10月的評(píng)價(jià)表明，它可從甲烷中分離CO2。像海綿一樣，它僅吸收某些化學(xué)品。新的塑料允許CO2或其他小分子通過砂漏形狀的小孔，而天然氣(甲烷)則不會(huì)通過這些相同的小孔運(yùn)移。這種熱重排(TR)塑料通過小孔分離CO2要優(yōu)于常規(guī)膜的4倍。BennyFreeman教授的實(shí)驗(yàn)室研究也表明，熱重排(TR)塑料膜的分離速度也較快，比常規(guī)膜去除CO2這種材料用于替代常規(guī)的醋酸纖維素膜，則天然氣加工裝置需要的空間可減小500倍，因?yàn)樵摲N膜有更高效的分離能力，廢棄產(chǎn)物中損失的天然氣也很少。離CO2和天然氣后，管輸天然氣則僅含2%CO2,提高了天然氣濃度。這種膜韓國(guó)科研人員宣布發(fā)明了一種可迅速過濾大量二氧化碳?xì)怏w的新型塑料薄膜，這種薄膜在溫室氣體減排方面應(yīng)用前景廣闊。研究人員表示，這種薄膜的具體用途是可讓沼氣和氮?dú)獾绕渌麣怏w自由通過，從而實(shí)現(xiàn)這些氣體與溫室氣體二氧化碳的分離。這樣，無法通過薄膜的二氧化碳便被留住。據(jù)韓國(guó)科學(xué)技術(shù)部介紹，漢陽大學(xué)研制的這種薄膜主要材料是經(jīng)過熱處理的聚酰亞胺，其效果超過了過去研制的醋酸纖維薄膜。這種薄膜可用于減少火力發(fā)電廠和天然氣井的二氧化碳排放量，其減排效率要比現(xiàn)有技術(shù)高出大約500倍。韓國(guó)政府支持這項(xiàng)研發(fā)，并將其納入旨在提高韓國(guó)在科學(xué)和工程領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力的21世紀(jì)前沿研發(fā)計(jì)劃。最新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志發(fā)表了有關(guān)這項(xiàng)發(fā)明的論文。研究人員表示，雖然當(dāng)今的企業(yè)并非急需使用這種新型薄膜，但全世界目前正在進(jìn)行的旨在削減溫室氣體排放的工作，將使這種薄膜的需求量在今后3年至4年里有所增加。研究人員目前正在進(jìn)行用這種過濾材料固化和壓縮二氧化碳的工作，在5年內(nèi)，歐洲4座大型電廠將進(jìn)行中型規(guī)模試驗(yàn)，采用由挪威科技大學(xué)開發(fā)的能效CO2過濾膜。挪威科技大學(xué)化學(xué)工程系的膜研究團(tuán)隊(duì)May-BrittHagg教授表示，這種膜將首次低成本地應(yīng)用于從煙氣中脫除CO2。這種膜可以很容易地使回收純度為90%的CO2達(dá)到85%。常規(guī)情況下，從煙氣中捕集CO2需要大的吸收塔，氣體通過有害的胺溶液被鼓泡吸收，然后再送到能量密攜帶，被支撐的液膜會(huì)趨于快速減少。但該大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的膜解決了這些結(jié)構(gòu)中采用NH4F交聯(lián)，用以改進(jìn)陰離子交換。當(dāng)來自煙氣的水蒸氣飽和時(shí)胺和氟化物離子將單獨(dú)與CO2絡(luò)合成為雙碳酸鹽。因?yàn)镠CO3-陰離子隨CO2反復(fù)通過后而會(huì)再次顯露，為此不需要使膜頻繁地進(jìn)行再生。這種膜已在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模利用經(jīng)加熱后的氮?dú)狻⒓淄椤⒍趸己退魵饨M成的模擬煙氣進(jìn)行了5年的試驗(yàn)。研究人員還建立了小型中試，采用少量氣流(約0.15Nm3/h)對(duì)膜曝置于實(shí)際煙氣中進(jìn)行了持久性試驗(yàn)，試驗(yàn)情況很好，并將在約三年內(nèi)進(jìn)行從大氣中直接捕集CO2的技術(shù)美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的科學(xué)家2007年10月中旬宣布，正在加快開發(fā)從大氣中直接捕集CO2的工業(yè)技術(shù)。分析認(rèn)為，這樣可從分散的和移動(dòng)的排放源捕集全球溫室氣體排放的50%,甚至無需完全采用碳捕集和貯存(CCS)技術(shù)，據(jù)統(tǒng)CO2以達(dá)到碳捕集和貯存的目的。新的研究成果已在美國(guó)《環(huán)境科學(xué)和技術(shù)(EnvironmentalScience&Technology)》2007年11月版上發(fā)布。酸鈉。吸收反應(yīng)是氣液反應(yīng)，為強(qiáng)放熱反應(yīng)。2NaOH(ag)+CO2(g)→Na2CO3(aq)+H2O(I)△H?=-109.4kJ/mol與氫氧化鈣(Ca(OH)2)的反應(yīng)可從溶液中去除碳酸鈣離子，其結(jié)果是生成方解石(CaCO3)沉淀。苛化反應(yīng)是中等放熱反應(yīng)。Na2CO3(aq)+Ca(OH)2(s)→2NaOH(aq)+CaCO3(s)△H?=-5.3kJ/mol接著，碳酸鈣沉淀從溶液中被過濾出來，并被熱分解產(chǎn)生氣態(tài)CO2。焙燒反應(yīng)在過程中僅是放熱反應(yīng)。CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)△H°=+179.2kJ/mol方解石在石灰窯中用氧氣進(jìn)行熱分解是為了避免附加的氣石灰(CaO)的水合完全是循環(huán)的。CaO(s)+H2O(I)→Ca(OH)2(s)△H°=-64.5kJ/mol采用CO2空氣捕集的重要挑戰(zhàn)之一是氣體的濃度低：假定為50%的捕集率和80ppm(0.015mol/m3)CO2濃度，則必須處理大氣中133m3才能捕集1moleCO2。為此，要采用比常規(guī)煙氣洗滌更大的洗滌器才能去除更多的氣體。洗滌器尺寸是吸收速率的函數(shù)，繼而受到與空氣流動(dòng)相接觸的溶液表面積和溶液的堿度所控制。溶液的pH值影響單位表面積的吸收率，而結(jié)構(gòu)則支配著單位體積的表面積。隨著CO2被吸收，溶液使NaOH轉(zhuǎn)化為Na2CO3。這就降低了氣相中的CO2和液相中的OH,這兩者都會(huì)使吸收器吸收速率下降。吸收空氣中的CO2越多就可更多地減少必須通過吸收器的空氣總量，而這種吸收就可使所需涉及的液體面積減少。最終的設(shè)計(jì)必須使這兩個(gè)相矛盾的需求保持平衡。Zeman計(jì)算了處理被捕集的350kJ/molCO2過程的能耗。這一能耗主要是石灰美國(guó)哈佛大學(xué)和賓州大學(xué)的研究人員受自然現(xiàn)象的啟發(fā)，提出了將二氧化碳?xì)怏w溶解入海水，并形成碳酸鈣永久沉積在海洋中的方法。相關(guān)研究論文刊登在2007年10月出版的美國(guó)《環(huán)境科學(xué)和技術(shù)》雜志上。大氣中的二氧化碳能溶解在云層的淡水中，形成碳酸溶液，當(dāng)其以酸雨的形式降到地面后，碳酸與陸地上的巖石發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸鹽。這就是人們常說的自然界存在著的硅酸鹽巖石風(fēng)化過程。受硅酸鹽巖石風(fēng)化現(xiàn)象的啟發(fā)，研究人員研究認(rèn)為，可以采用電化學(xué)的途徑將海水中的氯化氫提出，并讓用巖石中和來自海水的氯化氫。此時(shí)的海水由于減少了氯化氫而呈堿性，給二氧化碳溶解于其中提供了空間。研究人員表示，雖然二氧化碳進(jìn)入海水多以碳酸氫根的形式存在，但是隨著時(shí)間的推移，它們會(huì)同海水中以及逐步進(jìn)入海中的堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生中性物質(zhì)特別是碳酸鈣。碳酸鈣作為海中的沉積物，可將碳永久性地存留在海洋中斯表示，他們的方法可以有選擇性地去除海洋中的酸性物質(zhì)，幫助減少大氣中的二氧化碳，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致海水因二氧化碳的溶解出現(xiàn)酸性化，并最終讓全球變暖的時(shí)鐘倒轉(zhuǎn)。從根本上說，新方法能極大地加速自然界自身清除溫室效應(yīng)氣體聚集的過程。不過，研究人員同時(shí)謹(jǐn)慎表示，盡管他們提出的應(yīng)對(duì)全球變暖的方法是可以實(shí)現(xiàn)的，但是實(shí)際實(shí)施時(shí)可能會(huì)耗費(fèi)巨額資金，同時(shí)還需進(jìn)一2007年11月底宣布，與BioCleanCoal公司組建各持股60%和40%的合資企業(yè)，開發(fā)將工藝過程CO2轉(zhuǎn)化為氧氣和生物質(zhì)用的海藻生物反應(yīng)器。該合資公司將開發(fā)生物反應(yīng)器，通過光合成工藝將CO2轉(zhuǎn)化為氧氣和固體生物質(zhì)，以持久地和安全地從大氣中去除CO2。Linc能源公司將在今后一年內(nèi)投入100萬澳元開發(fā)原型裝置，用于在Chinchilla地區(qū)運(yùn)行。BioCleanCoal公司是生物技術(shù)公司2010年03月14日星期日23:32通過研究由清潔發(fā)展機(jī)制延伸出來的碳交易及其市場(chǎng)表明，在未來的幾十年中，近年來，溫室效應(yīng)加劇等問題使環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，引起溫室效應(yīng)和全球氣候變化的二氧化碳的減排技術(shù)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)。美國(guó)等國(guó)家提出了一種二氧化碳的減排方法—二氧化碳捕集技術(shù)，目前這當(dāng)前全球發(fā)電行業(yè)所排放的二氧化碳占全球二氧化碳總排放量的40%,預(yù)計(jì)到2030年時(shí)，全球發(fā)電量將比現(xiàn)在增加一倍，如不采取有效措施，二氧化碳排放量也將隨之增長(zhǎng)2/3。而在火力發(fā)電占絕對(duì)主導(dǎo)地位的中國(guó)，由于在發(fā)電過程中排放的二氧化碳大部分來自燃煤，因此在火電站中實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕集二氧化碳的捕集和儲(chǔ)存(CarbonCaptureandStorage,CCS)是利用吸附、吸收、低溫及膜系統(tǒng)等現(xiàn)已較為成熟的工藝技術(shù)將廢氣中的二氧化碳捕集下來目前，正在大力開發(fā)的碳捕集技術(shù)主要有3種，即燃燒后脫碳、燃燒前脫碳和富氧燃燒技術(shù)。其中燃燒前捕捉技術(shù)只能用于新建發(fā)電廠，而另兩種技術(shù)燃燒后脫碳是從煙氣中分離二氧化碳。二氧化碳的收集法主要有化學(xué)溶劑吸收法、吸附法和膜分離等方法。當(dāng)前最好的收集法為化學(xué)溶劑胺吸收法。胺與二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后形成一種含二氧化碳的化合物。然后對(duì)溶劑加溫，化合物分解，分離出溶劑和高純度的二氧化碳。由于燃燒產(chǎn)生的煙氣中含有很多雜質(zhì)，而存在的雜質(zhì)會(huì)增加捕集的成本，因此煙氣進(jìn)行吸收處理前要進(jìn)行預(yù)處理(水洗冷卻、除水、靜電除塵、脫硫與脫硝等),去除其中的活性雜質(zhì)(硫、氮氧化物和顆粒物等),否則這些雜質(zhì)會(huì)優(yōu)先與溶劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，消耗大量的溶劑并腐蝕設(shè)備。煙氣在預(yù)處理后，進(jìn)入吸收塔，吸收塔的溫度保持在40℃~60℃,二氧化碳被胺吸收劑(一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺等物質(zhì))吸收，吸收劑在溫度為100℃~140℃和比標(biāo)準(zhǔn)大氣壓略高的壓力條件下得到再生。在目前的工藝條件下，溶劑再生以及為便于運(yùn)輸而壓縮二氧化碳，都先，化石燃料與氧或空氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生由一氧化碳和氫氣組成的混合氣體。混合氣體冷卻后，在催化轉(zhuǎn)化器中與蒸汽發(fā)生反應(yīng)，使混合氣體中的一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，并產(chǎn)生更多的氫氣。最后，將氫氣從混合氣中分離，干燥的混合氣中的二氧化碳含量可達(dá)15%～60%,總壓力2M～7MPa。二氧化碳從混合氣體中分離并被捕獲和儲(chǔ)存，氫氣被用作燃?xì)饴?lián)合循環(huán)的燃料送入燃?xì)廨啓C(jī)，進(jìn)行燃?xì)廨啓C(jī)與蒸汽輪機(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。這一過程也即考慮碳的捕獲和存儲(chǔ)的煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)。富氧燃燒捕集是指燃料在氧氣和二氧化碳的混合氣體中燃燒，燃燒產(chǎn)物主要是二氧化碳、水蒸汽以及少量其他成分，經(jīng)過冷卻后二氧化碳含量在80%~98%。通常，氧氣由空氣分離方法產(chǎn)生，少部分煙氣再循環(huán)與氧氣入燃燒室。使用氧氣和二氧化碳混合氣的目的是為了控制火焰溫度。如果燃燒發(fā)生在純氧中，火焰溫度就會(huì)過高。在富氧燃燒系統(tǒng)中，由于二氧化碳濃度較高，因此捕獲分離的成本較低，但是供給的富氧成本較高。另外，由于燃燒發(fā)2.國(guó)內(nèi)外的有關(guān)研究項(xiàng)目2005年12月，美國(guó)能源部與美國(guó)未來電力企業(yè)聯(lián)盟(FutureGenIndustry制氫于一體的研究性電廠。原型電廠建成投產(chǎn)后，將成為世界上第一座實(shí)現(xiàn)零排放的最潔凈的燃煤電廠。整個(gè)項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資10億美元建成一座275兆瓦的示范電廠。計(jì)劃2009年開始建廠，預(yù)計(jì)2012年完成。FutureGen計(jì)劃是將煤炭用氧氣、水蒸汽氣化產(chǎn)生一氧化碳和氫氣，再將一氧化碳經(jīng)變換反應(yīng)生成二氧化碳和額外的氫氣。將氫氣和二氧化碳分離后氫氣直接用于燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電產(chǎn)生電力，而二氧化碳則泵送到幾千尺深的鹽水井中液化貯存(也可貯存在采空的煤礦井和枯竭的石油井中)。按美國(guó)的地質(zhì)條件，用這種技術(shù)至少可貯存2.2萬億噸二氧化碳，相當(dāng)于美國(guó)電廠年排放量的1000倍。煤中的硫、氮、汞等有害元素則制成固體廢渣，防止污染大荷蘭皇家殼牌有限公司(RoyalDutchShellPlc)和美國(guó)的通用電氣公司ZeroGen項(xiàng)目旨在將煤轉(zhuǎn)化成富氫氣體和高壓二氧化碳，通過燃燒這種氣體來驅(qū)動(dòng)一臺(tái)高效渦輪機(jī)發(fā)電，二氧化碳通過管道被輸送到約220公里以外的地方，然后被埋存于地下含水層中。該項(xiàng)目可捕集和埋存二氧化碳總排量的70%(每年可達(dá)42萬噸左右),它將成為世界上第一個(gè)通過結(jié)合煤氣化和二氧化碳捕集與儲(chǔ)存技術(shù)來生產(chǎn)低排放電力的燃煤發(fā)電示范廠。目前，該項(xiàng)目處于2007年5月，英國(guó)-澳大利亞礦業(yè)集團(tuán)RioTinto和英國(guó)石油公司(BPPLC)公布了投資20億澳元(約合15億美元)在澳大利亞西部興建煤炭發(fā)電廠年將有400萬噸的二氧化碳被安全存放于海底巖層中，這將是第一個(gè)將二氧化碳埋存于鹽水層的氫燃料電力項(xiàng)目。該項(xiàng)目最終的投資決策要到2011年才能完成，運(yùn)營(yíng)要在決策完成后的3年之后開始。氫氣將成為發(fā)電廠的燃料氣，而90%的二氧化碳將被捕獲并永久地埋存于地下的巖層中。該項(xiàng)目的氣化設(shè)備和電廠將坐落于佩斯市以南45公里的Kwinana比鄰BP的煉廠和力拓公司的HIsmelt(直接熔融還原煉鐵)工廠。電廠的低碳電力生產(chǎn)能力將達(dá)到500兆瓦，可以滿足50萬居民用戶的電力需求。2005年12月，由中國(guó)華電等能源、投資國(guó)有大企業(yè)聯(lián)手組建的以研發(fā)、最終目標(biāo)的綠色煤電有限公司宣告成立。新公司計(jì)劃對(duì)二氧化碳進(jìn)行收集和封存的煤基能源系統(tǒng)進(jìn)行研究。這一項(xiàng)目建設(shè)投運(yùn)后，中國(guó)企業(yè)將首次具備自主該項(xiàng)目設(shè)計(jì)的二氧化碳回收率大于85%,年回收二氧化碳能力為3000噸，分離、提純后的二氧化碳純度達(dá)到99.5%以上，可用于食品行業(yè)。該項(xiàng)目在2008年奧運(yùn)會(huì)前建成投運(yùn)后，華能北京熱電廠成為我國(guó)第一家同時(shí)具有煙氣脫短缺問題，并能使二氧化碳排放量每年減少250萬噸。目前該項(xiàng)目處于可行性力拓公司和英國(guó)石油正在海上進(jìn)行地震研究，以便更深入了解將用以掩埋二氧化碳的巖層，這個(gè)項(xiàng)目的規(guī)模將是ZeroGen的5倍。澳大利亞海上的Gorgon油田，預(yù)計(jì)2010年投產(chǎn)，將把二氧化碳注入對(duì)環(huán)澳大利亞正在開展Callide項(xiàng)目，該項(xiàng)目與日本等國(guó)家進(jìn)行合作，對(duì)一個(gè)20世紀(jì)60年代建造的4臺(tái)30MW的電站進(jìn)行改造，利用2臺(tái)330t/a的空分系統(tǒng)提供氧氣(98%),每天可回收75tCO2。項(xiàng)目計(jì)劃4年內(nèi)完成。荷蘭海上的K12b項(xiàng)目，將把二氧化碳注入一深層衰竭高壓/高溫氣田；美國(guó)正在JameStone電廠示范50MW循環(huán)流化床的富氧燃燒系統(tǒng)，并計(jì)劃于2013年放大到400M～600MW;德國(guó)從2006年5月開始動(dòng)工建造一個(gè)30MW的富氧燃燒電站，據(jù)報(bào)道該項(xiàng)目已經(jīng)開始運(yùn)行；Total公司正準(zhǔn)備在法國(guó)Lacq電廠完成一個(gè)30MW的項(xiàng)目，并計(jì)劃2009年開始示范運(yùn)行；三井巴布公司正在建設(shè)一個(gè)40MW的富氧燃燒項(xiàng)目，計(jì)劃在2009年前進(jìn)行運(yùn)行[3]。碳交易(即溫室氣體排放權(quán)交易)也就是購買合同或者碳減排購買協(xié)議(ERPAs),其基本原理是，合同的一方通過支付另一方獲得溫室氣體減排額。貿(mào)易”體制下購買由管理者制定、分配(或拍賣)的減排配額，譬如《京都議定書》下的分配數(shù)量單位(AAU),或者歐盟排放交易體系(EUETS)下的歐盟配額(EUAs)。二是基于項(xiàng)目的交易。買主向可證實(shí)減低溫室氣體排放的項(xiàng)目《京都議定書》規(guī)定，發(fā)達(dá)國(guó)家可以資金援助和技術(shù)轉(zhuǎn)讓的方式，在沒有減排指標(biāo)的發(fā)展中國(guó)家實(shí)施環(huán)保項(xiàng)目，通過購買經(jīng)認(rèn)證后的減排量，來履行減排義務(wù)。通過這種方式形成的市場(chǎng)運(yùn)作機(jī)制一般被稱為清潔發(fā)展機(jī)制由于資本的連接，由清潔發(fā)展機(jī)制延伸出來的碳交易，快速點(diǎn)燃了全球范圍內(nèi)的銀行、基金、政府及各類公司的熱情。尤其亞洲是清潔發(fā)展機(jī)制下減排額的主要供應(yīng)區(qū)，而中國(guó)則更是這個(gè)供應(yīng)區(qū)域的主力。因此，我國(guó)將會(huì)成為最我國(guó)首個(gè)煤層氣CDM項(xiàng)目瓦斯綜合利用電廠—安徽淮北礦業(yè)集團(tuán)海孜煤礦瓦斯電廠自正式投產(chǎn)以來，已累計(jì)利用瓦斯1400萬m3,減少二氧化碳排放19復(fù)興碳基金與皖北煤電集團(tuán)簽下了總量約為30萬噸的減排額收購協(xié)議，以每噸9歐元的價(jià)格購買皖北煤電祁東礦瓦斯電減排指標(biāo)，而這些指標(biāo)在國(guó)際碳交易市場(chǎng)上的價(jià)格是每噸15～20歐元。隨后，復(fù)興碳基金又與甘肅省蘭州市的—家煤電企業(yè)洽談CDM項(xiàng)目，整個(gè)項(xiàng)目的標(biāo)的是5萬噸，減排額度與皖北煤電碳交易市場(chǎng)以二氧化碳等廢氣為紐帶，在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家之間流動(dòng)的資金規(guī)模每年達(dá)上百億美元。據(jù)了解，目前全球碳交易市場(chǎng)年均交易額已達(dá)300億美元。市場(chǎng)上溫室氣體排放量的交易可能會(huì)超越傳統(tǒng)的商品市場(chǎng)，成為最大的貿(mào)易商品。美國(guó)的碳排放市場(chǎng)潛在的規(guī)模和范圍將會(huì)擴(kuò)大是毫無懸念的，據(jù)世界銀行估計(jì)，美國(guó)商品期貨貿(mào)易委員會(huì)2008年碳商品交易總值約6400億美元，大部分的交易(約5000億美元)是在歐洲聯(lián)盟的排放權(quán)交易制度下進(jìn)行的，剩下的部分是在京都議定書下進(jìn)行的，但美國(guó)一直沒有批準(zhǔn)該協(xié)議；中國(guó)目前占據(jù)全球超過半數(shù)的碳交易量，并成為全球最活躍的碳交易市場(chǎng)之一。同時(shí)，碳交易也推動(dòng)大量資金涌入中國(guó)，據(jù)專家預(yù)測(cè)，到2012年，流入資金將達(dá)200億美元，屆時(shí)，中國(guó)的碳交易將形成一個(gè)交易金額每年達(dá)數(shù)百中國(guó)作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，主要以煤炭的消費(fèi)為主，主要的CO2排放源為燃煤的發(fā)電廠。從總量上看，目前我國(guó)的二氧化碳排放量已位居世界第二；預(yù)計(jì)到2025年，我國(guó)的CO2總排放量很可能超過美國(guó)，位居世界第一[4,5]。因此，我國(guó)亟待需要對(duì)所排放的二氧化碳進(jìn)行捕獲研究，以緩解我國(guó)的空氣污染高成本將是阻礙二氧化碳捕捉和埋存技術(shù)市場(chǎng)化的一大障礙，新建發(fā)電廠將因此增加30%～50%的成本，改造已有發(fā)電廠也會(huì)大幅增加發(fā)電廠的發(fā)電成本。目前的價(jià)格對(duì)于中國(guó)發(fā)電企業(yè)來說還是難以承受的，但中國(guó)新建發(fā)電廠在未來規(guī)劃中應(yīng)當(dāng)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有所準(zhǔn)備，留出一定面積的土地作為儲(chǔ)備。商業(yè)化后的二氧化碳捕捉和埋存技術(shù)的價(jià)格必然下降，而且隨著國(guó)際和中國(guó)國(guó)內(nèi)節(jié)能減排2010年07月21日09:28來源：《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》有數(shù)據(jù)顯示，1990年至2009年，全球共公開了11萬余篇低碳技術(shù)專利申請(qǐng)。2004年以來，全球低碳技術(shù)專利申請(qǐng)量激增。根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)在2009年12月公布的《清潔能源研究、開發(fā)和示范的全球差距》中對(duì)低碳技術(shù)的分類我們將從知識(shí)產(chǎn)權(quán)視角，對(duì)太陽能、建筑和工業(yè)節(jié)能、碳捕捉和儲(chǔ)存、風(fēng)能、智能電網(wǎng)、生物能源、先進(jìn)交通工具等8個(gè)低碳分支領(lǐng)域，做一組低碳技術(shù)專碳捕集和封存，是指將工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的二氧化碳，或者大氣中的二氧化碳通過吸收、捕集等方式分離出來，并且固定下來或者輸送到一定地方儲(chǔ)存，或者使用所獲得的二氧化碳作為原材料進(jìn)行生產(chǎn)。這套技術(shù)體系簡(jiǎn)稱CCS技術(shù)，目前全球每年有300多億噸的二氧化碳排放到大氣層中。其中約有40%來自發(fā)電廠、23%來自運(yùn)輸行業(yè)、22%來自水泥廠、鋼廠和煉油廠。目前，在燃煤發(fā)電廠等大型工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用CCS被認(rèn)為是最現(xiàn)實(shí)的減排二氧化碳的技術(shù)途徑甚至國(guó)際上有專家樂觀預(yù)測(cè)，隨著這項(xiàng)技術(shù)的日臻純熟，最終將使全球發(fā)電廠的二氧化碳減排90%。把二氧化碳逮捕、拘禁起來?對(duì)于普通人來說，或許是一個(gè)新鮮的科學(xué)創(chuàng)目前將二氧化碳捕集技術(shù)作為自己主要科研方向的清華大學(xué)化學(xué)工程系陳健教授告訴記者，早在1990年的IPCC(政府間氣候變化委員會(huì))報(bào)告中，便把二氧化碳捕集作為減少溫室氣體對(duì)氣候變化負(fù)面影響的重要技術(shù)方向之一，注并做相關(guān)試驗(yàn)，但并沒有在降低碳捕集成本上有大的突破，所以該技術(shù)一直近幾年，二氧化碳等溫室氣體排放導(dǎo)致氣候變暖這一理論逐漸被世界科學(xué)美國(guó)、日本、澳大利亞等技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)紛紛致力于碳捕集技術(shù)上。日本內(nèi)閣會(huì)議于2008年通過的《建設(shè)低碳社會(huì)的行動(dòng)計(jì)劃》中提到，在2020年前實(shí)現(xiàn)CCS技術(shù)的應(yīng)用，并將成本降低50%。歐盟計(jì)劃投資60億—70億歐元在全球建立12個(gè)CCS示范項(xiàng)目，并計(jì)劃規(guī)定所有2020年以后新建的火力發(fā)電站都采用CCS技術(shù)。記者從阿爾斯通公司了解到，阿爾斯通在全球擁有11個(gè)CCS示范項(xiàng)目，其更是堅(jiān)信到2015年CCS便可能實(shí)現(xiàn)全面商業(yè)化。美國(guó)這兩年也擬投入20多億美元用于3—5個(gè)CCS示范項(xiàng)目，同時(shí)今年剛宣布投入6700萬美元用于10個(gè)CCS研究項(xiàng)目。就在CCS在國(guó)際上高潮迭起的時(shí)候，中國(guó)電廠的脫硫高峰恰好告一段落。2006年，清華大學(xué)、華東理工大學(xué)、中科院地質(zhì)所、華能集團(tuán)等十幾家單位聯(lián)電廠脫硫之戰(zhàn)后，我國(guó)開始將減排目光投向電廠脫碳。在此期間，我國(guó)企業(yè)也開始嘗試建設(shè)了一些示范性工程。華能集團(tuán)在北京高碑店的二氧化碳捕集項(xiàng)目于2008年北京奧運(yùn)會(huì)之前投入運(yùn)行，該項(xiàng)目每年可以捕集3000噸二氧化碳。2009年7月華能緊接著又在上海上馬他們的第二個(gè)碳捕集項(xiàng)目。中電投、中石紛紛上馬示范項(xiàng)目，急切地將實(shí)驗(yàn)室成果應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)當(dāng)中去，商業(yè)化日期上的角逐、布局已經(jīng)開始。據(jù)記者查詢統(tǒng)計(jì)，清華大學(xué)全校已經(jīng)在CCS技術(shù)上提交了13項(xiàng)發(fā)明專利申請(qǐng)，列國(guó)內(nèi)首位。陳健告訴記者，雖然其中大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，但希望為形成具有我國(guó)自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的CCS關(guān)鍵技術(shù)作硫這項(xiàng)工作的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)技術(shù)已經(jīng)被國(guó)外公司的專利布局布滿了，很難顯然，CCS越來越像太陽能、風(fēng)電等技術(shù)一樣，雖然尖端，但可能是將來二氧化碳捕集技術(shù)主要有三種：燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒等。目前主流的技術(shù)路徑集中在燃燒前和燃燒后，特別是燃燒后可以應(yīng)用于常規(guī)電廠、鋼鐵水泥等主要行業(yè)常壓煙道氣中捕集CO2。不論是燃燒前捕集二氧化碳，還是燃燒后捕集二氧化碳，不論是改造現(xiàn)有電廠的設(shè)備，還是在新建電廠中嵌入CCS,都是將化工系統(tǒng)熟悉的技術(shù)應(yīng)用到電力系統(tǒng)，進(jìn)一步封存需要石油和地質(zhì)部門的工作，這涉及到多個(gè)行業(yè)技術(shù)的交從目前申請(qǐng)專利的質(zhì)量上看，我國(guó)在CCS領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力和研發(fā)實(shí)力差不多與國(guó)外相當(dāng)，有些技術(shù)甚至處于領(lǐng)先地位。陳健教授說，既然我們有如此好的技術(shù)基礎(chǔ)，中國(guó)的電力市場(chǎng)又非常大，可以通過一個(gè)好的協(xié)調(diào)機(jī)制，讓電力像一些跨國(guó)公司本身就是各種發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造商，這種獨(dú)特的身份，就具有了一種天然的跨界優(yōu)勢(shì)。另外值得一提的是在研發(fā)機(jī)制的設(shè)計(jì)上，在新除了行業(yè)間的跨界合作，國(guó)際間的合作空間也是存在的。在歐洲的很多示范項(xiàng)目都是跨國(guó)公司之間的合作項(xiàng)目。而美國(guó)、歐盟也紛紛向中國(guó)拋出橄欖枝，他們都表示愿意與中國(guó)在技術(shù)、資金和制度設(shè)計(jì)及商業(yè)模式上通力合作。但實(shí)際上在國(guó)際氣候變化談判中的環(huán)境友好技術(shù)的轉(zhuǎn)移議題的進(jìn)展一直緩慢，表明西方國(guó)家在CCS等技術(shù)的輸出上還是持謹(jǐn)慎態(tài)度。顯然，在技術(shù)為王的競(jìng)爭(zhēng)法則面前，賣不上一個(gè)好的價(jià)錢，誰也不會(huì)輕易脫手。所以重要的是國(guó)內(nèi)相關(guān)各美國(guó)能源部在8月份密集推出了一系列二氧化碳捕集與封存(CCS)資助阿聯(lián)酋Masdar公司于8月23日宣布將與美國(guó)RTI國(guó)際研究院合作開展碳捕集技術(shù)研究項(xiàng)目。項(xiàng)目將檢驗(yàn)固體吸附劑技術(shù)在燃煤和燃?xì)獍l(fā)電廠廢氣CO2捕集中的應(yīng)用，目標(biāo)是結(jié)合目前最好的可利用技術(shù)來大幅降低二氧化碳捕集成美國(guó)能源部和Masdar共同籌資來開展該項(xiàng)目，其中能源部投入300萬美元，Masdar提供70萬美元資金。此外，Masdar與RTl合作來擴(kuò)展該技術(shù)在燃?xì)獍l(fā)電站廢氣處理應(yīng)用中的范圍。其他合作單位包括：賓夕法尼亞州立大學(xué)負(fù)責(zé)該項(xiàng)目采用的新型吸附劑材料，Süd-Chemie公司為大規(guī)模測(cè)試生產(chǎn)吸附劑，美國(guó)能源部于8月24日宣布，將在伊利諾斯州Decatur開展國(guó)內(nèi)第一個(gè)大規(guī)模工業(yè)CO2捕集與封存(ICCS)全流程項(xiàng)目。在2009年經(jīng)濟(jì)刺激法案的支持下，該項(xiàng)目將從ArcherDanielsMidland玉米乙醇廠每天捕集和封存2500噸CO2,然后封存到MountSimon砂巖儲(chǔ)層。研究人員預(yù)計(jì)該儲(chǔ)層可以封存幾十億噸的CO2,總體潛力是每年可以封存來自伊利諾斯盆地地區(qū)超過2.5億噸的CO2氣體。封存的先驅(qū)試驗(yàn)，以及封存后CO2的監(jiān)測(cè)、驗(yàn)證和測(cè)算。這個(gè)項(xiàng)目的CCS運(yùn)行階段預(yù)計(jì)在2013年中進(jìn)行。能源部投資4100萬美元促進(jìn)碳捕集技術(shù)發(fā)展能源部于8月25日宣布投資4100萬美元開展為期3年的16個(gè)項(xiàng)目，以發(fā)展燃煤發(fā)電廠CO2燃燒后捕集技術(shù)，旨在開發(fā)能夠捕集90%以上的CO2,同時(shí)附加成本不超過35%。奧巴馬政府目標(biāo)是在10年內(nèi)開發(fā)具有成本效益的碳捕集、利用與封存技術(shù)，到2016年有5-10個(gè)商業(yè)化示范項(xiàng)目投入運(yùn)行。具體項(xiàng)目情況見表1。表116項(xiàng)CO2捕集技術(shù)項(xiàng)目概況(單位：美元)承擔(dān)單位研發(fā)重點(diǎn)DOE撥款自籌經(jīng)費(fèi)溶劑Novozyme公司設(shè)計(jì)、建造和試驗(yàn)臺(tái)架規(guī)模系統(tǒng)，結(jié)合生物催化劑、碳酸酐酶的性質(zhì)以及超音技術(shù)，來減少從溶劑移除CO2的能量需求。Babcock&Wilcox電力公司確定化學(xué)添加劑來提高B&W公司胺基CO2捕集技術(shù)的總體性能。開展臺(tái)架規(guī)模項(xiàng)目，為燃煤發(fā)電廠燃燒后CO2捕集設(shè)計(jì)新的有機(jī)溶劑。開展一種新型溶劑CO2吸附技術(shù)(加壓脫氣<GasPressurizedStripping,GPS>)的臺(tái)架規(guī)模開發(fā)和測(cè)試。繼續(xù)研究和開展一種新型CO2捕集溶劑(氨基有機(jī)硅)的臺(tái)架規(guī)模測(cè)試。吸附劑W.R.Grace發(fā)展一種低成本的CO2捕集工藝(變壓吸附，PSA),利用快速的壓力改變來捕集和釋放CO2.ResearchCorp.通過快速變溫，研究用于CO2捕集的一種創(chuàng)新工藝(快速變溫吸附<RTSA>)這種工藝?yán)梦絼途哂懈?jìng)爭(zhēng)力的工藝相比捕集CO2所需的能量更少，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)范圍得到成功示范，CO2純度達(dá)到99%,CO2回收超過90%,研發(fā)一種用來捕集CO2的先進(jìn)固體吸附劑，分子筐吸附劑(MolecularBasketSorbent,MBS)研發(fā)一種低成本、高容量的CO2吸附劑，并示范其在現(xiàn)有的粉煤發(fā)電廠CO2燃燒后捕集的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能力。規(guī)模放大并示范一種用于煤燃燒廢氣CO2捕集的混合固體吸附劑技術(shù)(CACHYSTM工藝)。薄膜集中臺(tái)架規(guī)模研發(fā)創(chuàng)新聚合薄膜，包括在一種涂浸溶液中改變聚合物的屬性和形成高度工程化多孔中空纖維支撐體。FuelCellEnergy驗(yàn)證申請(qǐng)專利的膜基直接燃料電池(DFC)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有粉煤電廠廢氣中CO2捕集至少達(dá)到90%,發(fā)電成本增加不超過35%。MembraneTechnologyandResearch,Inc.集中于創(chuàng)新薄膜設(shè)計(jì)，以便降低大規(guī)模膜基CO2捕集工程的薄膜成本、系統(tǒng)復(fù)雜性、足跡和壓力的下降。University為用于分離廢氣中CO2的新的薄膜模式提供|一種成本有效的設(shè)計(jì)和制造工藝WilliamMarshall臺(tái)架規(guī)模建造和測(cè)試創(chuàng)新CO2捕集工藝，包括將吸附劑和清洗柱合并到一個(gè)單獨(dú)的集成單元。第三部分：二氧化碳捕集技術(shù)的應(yīng)用意義探索CO2捕集技術(shù)促進(jìn)溫室氣體減排體濃度的技術(shù)方案。世界上正在運(yùn)行的較有代表性的CCS項(xiàng)目包括挪威國(guó)家石油公司在北海的Sleipne項(xiàng)目、阿爾及利亞的InSalah項(xiàng)目和加拿大Weyburn項(xiàng)后得到的是CO2和H2O的混合蒸汽，將水蒸氣冷卻之后便可得到高濃度的煤電廠的煙道氣脫碳。低溫蒸餾法是通過低溫冷凝的方法將CO2從煙道氣中分含有高濃度CO2的煙道氣。傳統(tǒng)的膜分離法是利用某些聚合材料如醋酸纖維、聚酰亞胺、聚砜(PS)等制成的薄膜對(duì)不同氣體的滲透率的不同來分離氣體的過探索CO2捕集技術(shù)降低大氣中溫室氣體濃度體濃度的技術(shù)方案。世界上正在運(yùn)行的較有代表性的CCS項(xiàng)目包括挪威國(guó)家石油公司在北海的Sleipne項(xiàng)目、阿爾及利亞的InSalah項(xiàng)目和加拿大Weyburn項(xiàng)該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通過冷卻和清除水蒸氣便可得到高濃度的CO廠的煙道氣脫碳。低溫蒸餾法是通過低溫冷凝的方法將CO2從煙道氣中分離出高濃度CO2的煙道氣。傳統(tǒng)的膜分離法是利用某些聚合材料如醋酸纖維、聚酰中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司是中國(guó)電力投資集團(tuán)公司控股的專業(yè)化環(huán)保公司，也是中國(guó)電力環(huán)保行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)。主要從事煙氣脫硫脫硝項(xiàng)目總承包(EPC)、建設(shè)運(yùn)營(yíng)(BOT)、脫硝催化劑制造、水務(wù)項(xiàng)目總承包、核電環(huán)保服務(wù)和電廠節(jié)能產(chǎn)品的開發(fā)與銷售等業(yè)務(wù)。遠(yuǎn)達(dá)公司注冊(cè)資本金7500萬元。遠(yuǎn)達(dá)公司已在全國(guó)24個(gè)省市和土耳其、印度等國(guó)承攬了100多個(gè)大型環(huán)保項(xiàng)目的2010-1-22日，由中國(guó)電力投資集團(tuán)投資建設(shè)的首套大功率二氧化碳捕集裝置在合川雙槐火力發(fā)電廠正式投入運(yùn)行。中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保二氧化碳捕集裝置位于重慶市合川雙槐電廠內(nèi)，是國(guó)內(nèi)目前已投運(yùn)規(guī)模最大的燃煤電廠二氧化碳捕集裝置，其技術(shù)位于國(guó)際領(lǐng)先水平，具有投資成本低、煙氣適應(yīng)性廣、二氧化碳捕集率高、吸收溶劑耗量少等特點(diǎn)。該裝置投運(yùn)后，每年可處理煙氣量最大約五千萬標(biāo)準(zhǔn)立方米，從中捕集濃縮得到1萬噸液體二氧化碳，二氧化碳濃度在99.5%以上。二氧化碳捕集裝置的研發(fā)及工程應(yīng)用是中電投集團(tuán)2009年重點(diǎn)科技項(xiàng)目“燃煤電廠煙氣CO2減排技術(shù)研究”的重要組成部分，集團(tuán)公司早在2006年便開始研究二氧化碳捕集及綜合利用技術(shù)，并依托旗下的中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司著手實(shí)施。經(jīng)過3年多的努力，目前該裝置已建成，并于正式投運(yùn)。該裝置建設(shè)采用自有技術(shù)，設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化，具有建設(shè)成本及運(yùn)行成本低等特點(diǎn)。萬噸級(jí)碳捕集裝置投資成本1235萬元，其單位碳捕集裝置投資成本遠(yuǎn)該萬噸級(jí)二氧化碳捕集裝置的投運(yùn)，將為我國(guó)電廠二氧化碳捕集技術(shù)的大型化、工程化應(yīng)用探索經(jīng)驗(yàn)和奠定基礎(chǔ)，推動(dòng)我國(guó)在室氣體減排領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)于增強(qiáng)我國(guó)電廠煙氣凈化領(lǐng)域低成本建設(shè)能力，提升我國(guó)在電力環(huán)保領(lǐng)據(jù)介紹，這是目前全國(guó)最大的碳捕集裝置，每年將捕捉該電廠排放的一萬噸二氧化碳，其所得液體二氧化碳已達(dá)到工業(yè)緞二氧化碳產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛運(yùn)用在滅火、制冷、金屬保護(hù)焊接、甲酸、尿素、生產(chǎn)碳酸鹽等領(lǐng)域，標(biāo)志著重慶走出碳減排的關(guān)鍵一步。而在此之前投運(yùn)的最大捕集裝置，為華能集團(tuán)北京熱電廠二氧化碳捕集示范工程，年捕集能力僅為3000噸。統(tǒng)計(jì)資料顯示，火力發(fā)電是當(dāng)前世界排放二氧化碳的最大行業(yè)，火力發(fā)電廠排放的二氧化碳占全球燃燒同種燃料排放量的30%,大約占全球人類活動(dòng)排放二氧化碳的24%,而在中國(guó)這一比例高達(dá)40%。所以，降低燃煤電廠碳排放已被視為中國(guó)完成碳減排目標(biāo)的關(guān)鍵領(lǐng)域。在哥本哈根氣候會(huì)議召開前夕，我國(guó)已承諾到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%至45%2010年05月10日08:58:35來源：南京日?qǐng)?bào)減碳是個(gè)全球性的話題，南化集團(tuán)研究院卻有辦法從煙氣中將二氧化碳捕捉到。經(jīng)過十多年的探索，如今其自主研發(fā)的二氧化碳捕集技術(shù)和專利溶劑已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)每年捕集100多萬噸二氧化碳，純度接近100%,前不久應(yīng)用在上海電廠的項(xiàng)目，減碳量相當(dāng)于在世博園不遠(yuǎn)處種下500多萬棵樹。上海電廠每年減碳10萬噸，華能上海石洞口第二發(fā)電廠是上海的主力電廠，去年為了迎接世博會(huì)，上馬了二氧化碳捕集裝置。這套目前全球最大的電廠燃煤煙氣二氧化碳捕集裝置由南化集團(tuán)研究院提供技術(shù)支持，每年可以捕集二氧化碳10萬噸。以一棵樹一年可以吸收二氧化碳18.3千克計(jì)算，此舉相當(dāng)于在上海種下了500多萬棵樹，據(jù)了解，火力發(fā)電廠是二氧化碳排放大戶，排放量約占總量的50%。南化集團(tuán)研究院二氧化碳捕集技術(shù)的主要應(yīng)用方向，正是針對(duì)這類排放大戶。此外這種技術(shù)還應(yīng)用在各種煙氣、高爐氣、窯氣等領(lǐng)域，市場(chǎng)占有率達(dá)到90%。目前在國(guó)內(nèi)的二氧化碳捕集領(lǐng)域，無論從技術(shù)水平還是市場(chǎng)占有率，南化都是獨(dú)從上世紀(jì)90年代開始，南化開始研究二氧化碳捕集技術(shù)，如今推廣的技術(shù)在富含二氧化碳的煙氣經(jīng)過除塵、脫硫等步驟之后，進(jìn)入二氧化碳捕集裝會(huì)被溶劑吸收，與煙氣分離，此后把溶劑蒸汽加熱，就可以提純二氧化碳了。經(jīng)過這樣分離、提純后得到的二氧化碳純度達(dá)到99.5%以上，整套工藝過程的能至于空氣中的二氧化碳，由于含量是萬分之幾，目前還沒有技術(shù)能從空氣國(guó)內(nèi)采用南化這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行二氧化碳捕集利用的工業(yè)企業(yè)已有20多家，年捕集高純度二氧化碳100多萬噸，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益數(shù)億元。目前二氧化碳主要用于碳酸飲料等食品工業(yè)以及生產(chǎn)尿素、甲醇等化工業(yè)再利用的渠道相對(duì)單一。一是研發(fā)投入高。二氧化碳捕集技術(shù)在試驗(yàn)系統(tǒng)的投資和運(yùn)行過程都需要大量的投入，僅靠企業(yè)的投入很難支撐項(xiàng)目的運(yùn)行，這就需要政府在研發(fā)上進(jìn)二是資源化利用遇到的困難。運(yùn)行的能耗高是二氧化碳捕集技術(shù)面臨的最大問題，因此，捕集的二氧化碳進(jìn)行資源化利用，不僅能夠減排溫室氣體，增加該項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展收益，還可以獲得部分收益，抵消部分減排溫室氣體的這些氣井獲取二氧化碳，在市場(chǎng)上進(jìn)行廉價(jià)銷售。還有一些化工企業(yè)，通過燃燒石灰石等方法獲得二氧化碳，每年消耗數(shù)百萬噸的石灰石。這些做法不僅與應(yīng)對(duì)氣候變暖、減排溫室氣體背道而馳，還消耗了大量的資源和能源，堵住了三是缺乏跨行業(yè)大型企業(yè)合作平臺(tái)。二氧化碳捕集與封存是不可分割的兩部分。大規(guī)模的二氧化碳用于增產(chǎn)石油和煤層氣開發(fā)，不僅能夠獲得資源化利用，還具有大規(guī)模封存的潛力，是公認(rèn)的近中期二氧化碳最重要的封存方式國(guó)外已經(jīng)在該領(lǐng)域開展了多年的示范，獲得了良好的效果。我國(guó)電力企業(yè)華能集團(tuán)已經(jīng)在該領(lǐng)域二氧化碳捕集方面走在世界前列，我國(guó)石油企業(yè)中的中石油、中石化在二氧化碳增產(chǎn)石油，中煤聯(lián)在二氧化碳開采煤層氣等方面，都進(jìn)行了大量的研究和示范工作，但另一方面，這些企業(yè)間還未建立相互間的合作平臺(tái)。二氧化碳捕集與封存未能相互連接，這成為現(xiàn)在阻礙我國(guó)二氧化碳捕集與封存針對(duì)二氧化碳的捕集、封存以及利用，有關(guān)專家建議政府從戰(zhàn)略布局考慮著眼未來，支持該技術(shù)的發(fā)展，并提出4點(diǎn)建議：一是，急需編制一個(gè)國(guó)家層面的二氧化碳捕集與封存規(guī)劃，由國(guó)家統(tǒng)一部署指導(dǎo)和集中該領(lǐng)域的研究。近年國(guó)內(nèi)眾多機(jī)構(gòu)開始研究二氧化碳的捕集和封存技術(shù)，由于缺乏國(guó)家統(tǒng)一部署，部分研究?jī)?nèi)容重復(fù)、分散，而一些重要研究二是，加大科研投入力度，盡快開展幾個(gè)工業(yè)級(jí)規(guī)模的二氧化碳減排和封面建立研究隊(duì)伍，并在此基礎(chǔ)上逐步開展工業(yè)級(jí)示范，以全面掌握技術(shù)，降低運(yùn)行能耗和投資成本。如上海10萬噸/年二氧化碳捕集裝置，以科研課題和能三是，由國(guó)家部委牽頭，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)利用二氧化碳尋找出路，協(xié)調(diào)燃煤電站與石油企業(yè)合作，盡快開展二氧化碳捕集與增產(chǎn)石油的示范，并為此提供相四是，在應(yīng)對(duì)氣候變化的大背景下，國(guó)家應(yīng)出臺(tái)相關(guān)政策，關(guān)停從氣井開采二氧化碳?xì)獾臍馓铮瑸楂@取二氧化碳而進(jìn)行石灰石煅燒等增加二氧化碳排放的企業(yè)或工藝，鼓勵(lì)采用化石燃燒過程中獲取二氧化碳的工藝，促進(jìn)我國(guó)二氧2012年01月09日14:48作為一種減少碳排放的可能方式，要讓碳捕集這種技術(shù)真正商業(yè)化，除了想要減少排放到大氣中的二氧化碳的話，把它們捕捉起來然后封存到地層法國(guó)工業(yè)巨頭阿爾斯通想讓中國(guó)的燃煤電廠相信，這是個(gè)不錯(cuò)的主意。這所謂CCS,聯(lián)合國(guó)(微博)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)的定義是“將長(zhǎng)期與大氣隔絕的一個(gè)過程”。這種產(chǎn)生于1970年代的技術(shù)包括CO2捕集、運(yùn)輸以及封存三個(gè)環(huán)節(jié)，最早被美國(guó)德克薩斯州的油田用以提高石油開采效率。現(xiàn)在，隨著提高能效的技術(shù)遭遇天花板，替代能源開發(fā)的難度越來越大，CCS阿爾斯通對(duì)CCS的研究開始于十幾年前，目前碳捕集的三種主流技術(shù)—燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒技術(shù)，阿爾斯通都有項(xiàng)目正在進(jìn)展，其在歐洲和美國(guó)已經(jīng)建設(shè)有16個(gè)碳捕集示范項(xiàng)目。三年前，它開始把目光投向中國(guó)CCS市場(chǎng)，而大唐集團(tuán)成了它要追求的目標(biāo)客戶。在中國(guó)五大發(fā)電集團(tuán)中，大唐集團(tuán)面臨的減排壓力最大，因?yàn)樗娜寂欧艤p少16%至17%。2011年11月7日，阿爾斯通與中國(guó)大唐集團(tuán)簽署了諒解備忘錄，將合作開發(fā)分別位于黑龍江大慶油田和山東東營(yíng)勝利油田附近兩座燃煤電廠的CCS大型示范項(xiàng)目，這兩座電廠均計(jì)劃在2015年投入運(yùn)行，建成后，年CO2捕集量均在100萬噸以上。這兩個(gè)項(xiàng)目比鄰中國(guó)最大的兩個(gè)油田—大慶油田與勝利油田，它們能夠利在大慶燃煤電廠，阿爾斯通將采用富氧燃燒技術(shù)—使用純凈的氧氣燃燒固體燃料，這樣燃燒產(chǎn)生的煙氣主要由水和二氧化碳組成，然后通過水分離，可以在后端輕松捕集二氧化碳。這種技術(shù)既可以運(yùn)用于新設(shè)備，也可以用于某些改造項(xiàng)目。但是，運(yùn)用這種項(xiàng)目意味著發(fā)電系統(tǒng)改動(dòng)較大甚至必須重新設(shè)計(jì)匹在東營(yíng)的燃煤電廠將運(yùn)用燃燒后捕集技術(shù)中的冷氨技術(shù)，這是阿爾斯通的一項(xiàng)獨(dú)有技術(shù)。所謂燃燒后捕集，即使用溶劑在