云杉球果果壳材料可以减少CO_2排放量

正最近的一项研究表明,利用云杉球果果壳可以制备一种能够捕集和储存CO_2的材料,其性能优于其他固体吸附剂。专家认为,碳捕集和封存技术——从烟气中捕获CO_2并将其注入地下,对遏制气候变化是必要的。但是,使用水胺溶液的常规碳捕集技术成本过高,这促使科学家研究成本较为低廉的碳捕集方法。由金属有机骨架材料(MOF)衍生出的碳基多孔材料对CO_2具有较高的吸附容量,但是,金属有     

碳捕集技术研究进展

碳捕集技术对于减少大气中的CO_2浓度显得至关重要,尤其是对于排放大量温室气体的火力发电厂和工业源的CO_2捕集。本文主要概述了CO_2的燃烧前捕集、富氧燃烧捕集、燃烧后捕集这3种主要的碳捕集技术的研究现状,并结合当前正在研究的碳捕集技术,提出了碳捕集技术未来可能的发展方向。     

MgO吸附剂捕集CO2的研究进展

煤大规模燃烧产生的CO_2加剧了温室效应,CO_2捕集、利用和储存(CCUS)是一种可实现燃煤电站大规模碳减排的关键技术。固体材料吸附CO_2技术被认为是具有良好应用前景的碳捕集技术。在众多固体CO_2吸附剂中,Mg O因具有较高吸附容量、较低成本、较低再生能耗和广泛可用性被认为是理想的CO_2吸附材料。综述了常规Mg O的CO_2吸附性能,针对Mg O吸附CO_2存在的问题,重点介绍了提高Mg O吸附CO_2性能的方法,主要包括优化结构和添加碱金属熔融盐等可行方法。最后综合分析了Mg O吸附剂用于工业CO_2捕集的优势及面临的挑战,从Mg O的制备工艺、规模化成型及捕集CO_2系统设计优化等方面对今后的研究方向进行了展望。     

醇胺法碳捕集再生能耗影响因素研究

燃煤电厂为城市中CO_2的主要排放源,烟气碳捕集是实现低碳城市的最佳方案。目前,碳捕集一般采用单乙醇胺(MEA)化学吸收法。基于国内外研究现状,分析了MEA碳捕集系统能耗特性,建立了再生能耗计算模型,研究了碳捕集率、吸收剂浓度、吸收剂中CO_2负荷对再生能耗的影响。结果显示,本文再生能耗计算模型得出的碳捕集系统单位再生能耗为3.96GJ/t;再生能耗随着捕集率的升高而增大,随着MEA质量分数的增加而降低,随着吸收剂中CO_2负荷的增加而减小。     

低油价条件下CCUS的经济适用性评价

目前用于油田驱油的CO_2气源主要来自于天然气藏和碳捕集。其中,碳捕集驱油的投入成本较高,且由于煤化工企业与油田距离相对较远,运输成本也较高。通过对CO_2捕集成本、运输成本、驱油成本、增油效益等方面的分析评价,建立了一种CO_2捕集驱油的经济评价方法,并以此评价低油价条件下CO_2捕集、利用和封存(CCUS)技术的经济适用性。同时,以南京化学工业有限公司工业尾气回收所得CO_2用于苏北油田驱油为例,对苏北油田工业尾气CO_2驱油技术开展了经济性评价。     

二氧化碳捕集、利用与封存研究进展

CO_2的捕集、利用与封存(CCUS)是众多碳减排方法中最具现实意义和可能性的途径。通过调研和分析,介绍了CCUS国内外研究现状,包括电厂碳捕集方式,延长油田Rectisol工艺,CO_2管道输送技术,CO_2提高采收率(CO_2-EOR),CO_2地质封存,以及我国首个CCUS项目——延长油田CO_2管道输送项目的初期进展。基于我国是碳排放大国,未来几年CCUS将在我国快速发展。     

二氧化碳捕集、利用与封存研究进展

CO_2的捕集、利用与封存(CCUS)是众多碳减排方法中最具现实意义和可能性的途径。通过调研和分析,介绍了CCUS国内外研究现状,包括电厂碳捕集方式,延长油田Rectisol工艺,CO_2管道输送技术,CO_2提高采收率(CO_2-EOR),CO_2地质封存,以及我国首个CCUS项目——延长油田CO_2管道输送项目的初期进展。基于我国是碳排放大国,未来几年CCUS将在我国快速发展。     

膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的研究现状及进展

目前,对于燃煤电厂燃烧后烟气中CO_2的捕集方法主要包括化学吸收法、吸附法、膜分离法和低温蒸馏法。化学吸收法是目前最成熟的CO_2捕集方法,但是吸收剂再生能耗较高,且存在二次污染、设备腐蚀等问题。因此开发新型高效、低能耗的捕集技术尤为重要。本文主要从两个方面(膜材料的设计、膜分离过程系统设计的优化)对燃煤电厂烟气中CO_2膜分离技术进行综述,并总结了实际燃煤锅炉烟气中共存气态组分和细颗粒物对膜分离CO_2的影响,最后对膜法分离燃煤电厂烟气中CO_2的发展趋势进行展望。分析表明,近年来膜材料开发、膜分离过程系统的设计及优化等方面的研究发展迅速,使得膜分离法在CO_2捕集效率及能耗等方面展现出巨大的潜力,因此膜分离法在燃煤电厂烟气中CO_2捕集领域有广阔的应用前景。     

MEA-AEP溶液捕集CO_2试验研究

针对传统碳捕集吸收剂解吸能耗高的问题,建立了双胺溶液碳捕集系统。采用MEA-AEP双胺溶液进行捕集CO_2研究,研究了吸收温度、CO_2浓度、吸收液浓度对捕集率的影响,并对比了MEA-AEP溶液与MEA溶液的捕集效果以及工业应用潜力。结果表明,双胺溶液的最佳吸收温度为50℃,最佳吸收液浓度为3 mol/L,烟气中CO_2浓度应<15%;在碳捕集效果上,MEA-AEP溶液明显优于MEA溶液。     

MEA-AEP溶液捕集CO_2试验研究

针对传统碳捕集吸收剂解吸能耗高的问题,建立了双胺溶液碳捕集系统。采用MEA-AEP双胺溶液进行捕集CO_2研究,研究了吸收温度、CO_2浓度、吸收液浓度对捕集率的影响,并对比了MEA-AEP溶液与MEA溶液的捕集效果以及工业应用潜力。结果表明,双胺溶液的最佳吸收温度为50℃,最佳吸收液浓度为3 mol/L,烟气中CO_2浓度应15%;在碳捕集效果上,MEA-AEP溶液明显优于MEA溶液。     

膜法碳捕集技术——研究现状及展望

碳捕集是实现CO₂减排的重要技术手段之一。在众多碳捕集技术中,膜分离技术具有操作简单、能耗低、环境污染小等优势,吸引了广泛关注。完整的膜法捕集CO₂技术研究链条包括膜材料开发、分离膜规模化制备、膜组件研制和膜分离工艺及装置的设计建造。本文针对膜法碳捕集技术链的四个环节,总结对比了国内外技术水平和研究进展,分析了碳捕集膜从实验室研究到工业放大的瓶颈问题,并对本文作者课题组在各个技术环节所积累的研究成果进行了综述。在此基础上,对进一步提高膜法碳捕集技术水平的研究方向进行了展望。     

低能耗碳捕集技术及燃煤机组热经济性研究

针对燃烧后胺法脱碳工艺捕集能耗高的问题,在普通碳捕集系统中集成级间冷却、机械蒸气再压缩(mechanical vapor recompression,MVR)和富液分流解析3项节能技术,建立低能耗碳捕集系统,并将该系统与600 MW燃煤机组热力系统耦合,分析该系统对燃煤机组热经济性指标的影响。结果表明,当CO_2捕集率为90%时,该碳捕集系统中单位再生能耗从4.09 GJ/t CO_2降低到2.64 GJ/t CO_2,降幅达35.28%。与耦合普通碳捕集系统的燃煤机组相比,耦合低能耗碳捕集系统燃煤机组的电厂效率从30.81%增加到33.53%,提升了2.72%;标准煤耗从398.87 g/kWh降低到366.81 g/kWh,下降了32.06 g/kWh;热耗率从11 674.92 kJ/kWh降低到10 736.53 k J/k Wh,减少了938.36 k J/k Wh,热经济性得到明显改善。研究还发现,CO_2捕集率每降低1%,低能耗碳捕集燃煤机组的电厂效率增加0.054%,标准煤耗降低0.524 g/kWh,热耗率降低15.353 k J/kWh,降低碳捕集率可进一步改善电厂的热经济性。     

一种低能耗捕集CO_2煤基甲醇和电力联产过程设计

传统的煤制甲醇过程所需合成气的氢碳比为2.1左右,而煤气化粗合成气氢碳比仅为0.7左右,因此需要将部分合成气进行变换来调节氢碳比。然而,变换气与未变换气混合后使得CO_2浓度降低,从而导致CO_2捕集能耗增加。提出了一种低能耗捕集CO_2煤基甲醇和电力联产过程。新联产过程中部分粗合成气首先经过变换,将CO转变为H_2和CO_2,CO_2浓度提高,在此时进行CO_2捕集可实现捕集能耗的降低。经CO_2捕集后,得到富H_2气体,富H_2气体分流后与另一部分煤气化粗合成气混合调节甲醇合成的氢碳比。对新的过程进行了建模、模拟与分析。结果表明相比传统的带CO_2捕集的煤制甲醇和IGCC发电过程,新的联产过程的能量节约率可达到16.5%,CO_2捕集能耗下降30.3%。     

燃煤烟气化学吸收碳捕集系统分析与优化

系统工艺优化是有效降低化学吸收法碳捕集成本的手段之一。本文以1000MW燃煤机组燃烧后烟气化学吸收CO_2捕集系统为研究对象,建立该系统碳捕集能耗模型和成本模型;在此基础上研究各流程参数对碳捕集能耗及成本的影响规律并获得基于正交设计的最优参数组合。结果显示:CO_2脱除率、吸收剂质量浓度、贫富液换热器端差能显著影响系统碳捕集能耗及成本。随着CO_2脱除率的增加(50%~90%)、吸收剂浓度的增大,脱碳系统的CO_2避免成本下降,而对于贫富液换热器端差,存在一个最优值7℃,使得CO_2避免成本最小。本次研究得到的优化方案的再生热耗为3.61GJ/t CO_2,相比基础方案下降10.9%;单位投资为3156.7元/k W,相比基础方案下降12.2%;单位运行成本为177.3元/t CO_2,相比基础方案下降8.0%;CO_2避免成本为315.86元/t CO_2,与基础方案的364.52元/t CO_2相比,下降13.3%。     

多孔碳结构调控及其在二氧化碳吸附领域的应用

CO_2大量排放引发的温室效应已成为当今世界面临的重要环境问题。燃煤发电厂是CO_2的集中排放源,其排放量约占总排放量的42%,因此,燃煤发电厂烟道气中CO_2的高效捕集迫在眉睫。吸附技术操作简便、能耗低,易于实际应用,被认为是最具前景的烟道气CO_2捕集技术。近年来,多孔碳吸附剂因原料来源广、理化特性可控性强以及目标吸附质适应性高等优点,成为当前CO_2捕集技术的研究热点。综述了近年来多孔碳的制备方法,物理活化法、化学活化法、炭气凝胶法和模板法等,以及制备方法对孔径结构、杂元素掺杂缺陷和多孔碳表面性能的调控;并阐述了孔径结构、元素掺杂和表面官能团改性对CO_2吸附量、循环稳定性、烟道气中CO_2吸附选择性的影响,归纳了多孔碳吸附在实际应用中亟需解决的问题和关键技术。可进一步深入研究机理,协同制备出更高效且适用于CO_2吸附的多孔碳。     

碳捕集与封存-提高石油采收率全流程经济性评价模型

通过研究二氧化碳捕集、运输、注入和原油开采4个主要技术环节,建立了二氧化碳捕集与封存结合提高石油采收率全流程(CO_2-EOR)经济性评价模型。该模型反映了CO_2-EOR系统复杂性和交互性,其结果能为CO_2-EOR项目规划提供科学决策支持。将模型应用于中国的煤化工厂碳捕集与封存结合提高石油采收率项目的案例研究表明:在油价50.0$/bbl和驱油比4.0 t CO_2/t oil的情景下,每年80万t规模的煤化工厂结合CO_2-EOR项目的净收益可达9.36亿元,项目内部收益率可以达到8.44%。煤化工厂结合CO_2-EOR的项目具有优先发展的潜在机会。     

燃煤烟气CO2化学吸收剂研究进展

燃煤烟气CO_2是温室气体的主要成分之一,碳捕集、利用与封存(CCUS)在减少全球温室气体排放方面发挥重要作用,化学溶剂吸收法是目前最成熟的CO_2捕集技术。本文介绍了传统化学溶剂吸收法捕获CO_2的系统工艺及特点,综述了醇胺吸收剂、氨水吸收剂、离子液体吸收剂、氨基酸盐吸收剂、相变类吸收剂的研究进展,并分析比较了各吸收剂的优缺点及热门研究方向。对化学吸收剂研究趋势和技术发展前景进行了展望。     

锂基CO_2高温吸附剂研究进展

总结了CO_2高温捕集锂基吸附剂的研究进展。详细介绍了锂基吸附剂的制备方法、CO_2吸脱附性能、改性方法及低成本锂基吸附剂的开发。结合碳捕集形势提出了目前锂基吸附材料开发面临的挑战,并对锂基吸附材料发展进行了展望。     

660MW燃煤机组百万吨CO_2捕集系统技术经济分析

为了解常规燃煤机组碳捕集系统的技术经济性,以基准情景为基础,根据国内某10万t CO_2燃烧后捕集系统的投资情况,利用生产能力指数法对5种脱碳情景的投资进行估算。在保证内部收益率为8%的前提下,分析了5种脱碳情景的上网电价、CO_2综合减排成本及其敏感性。结果表明,CO_2综合减排成本中,厂内碳捕集成本比例最大;随着燃料价格的上涨,CO_2综合减排成本逐渐增加;随着CO_2综合收益的增加,上网电价可以逐渐下降。     

CO_2资源化回收技术进展

通过介绍全球及我国近年来CO_的排放状况,首先指出了CO_2回收的迫切性及资源化利用的优势,并以CCS(碳捕集与封存)和CCU(碳捕集与利用)为例,分别介绍了诸如地质封存、海洋封存、化学转化和生物转化等规模化回收利用技术,阐述了这些技术的回收原理、工艺路线、安全环保性、技术优势和工业化案例。通过分析CCS各技术的封存能力、封存效果、技术瓶颈及其工业化推广的进度和潜力,指出CCS技术的全球化应用目前还存在一定的风险和制约;通过对比CCU各技术研究重点、转化瓶颈以及工业化进度等,指出化学转化法是目前最有效的CO_2规模化回收利用技术;还介绍了其它几种具有规模化潜力的CO_2利用新技术。