新型CO2捕集溶剂及工艺的研究进展

化学吸收法是处理燃煤电厂尾气CO₂最有希望大规模应用的重要途径,然而传统以乙醇胺为吸收剂的化学吸收法由于再生能耗过高限制了其广泛应用。结合新型CO₂捕集溶剂阐述了捕集工艺改进的研究进展,概述了包含吸收塔中间冷却及溶剂再循环的吸收过程工艺改进、闪蒸压缩及蒸汽/戊烷直接吹扫的再生过程工艺改进,并指出结合烟气实际组分开展新型溶剂的中试规模验证、捕集溶剂降解物性及挥发性有机物的处理工艺的研究为碳捕集技术的研发方向,为未来工业碳捕集的研究指明了方向。     

集超临界水煤气化和CO2捕集的CO2/H2O动力循环性能

基于超临界水煤气化技术,提出并研究了以超临界水煤气化合成气/O₂燃烧产物加循环H₂O为循环工质,集高效发电、CO₂捕集、移峰储能、低污染物排放等特点的燃气蒸汽混合工质动力循环(GSMC-C循环)。利用数值模拟的方法,研究了关键参数对于循环性能的影响。气化炉中的超临界水和热量均由系统内部提供,液氧的冷能用于实现CO₂的液化捕集。在超高压透平进口参数和冷凝参数分别为30 MPa/650℃、30 kPa/30℃,ASU的单位制氧功耗为0.245 kW·h/kg, CO₂全捕集参数为4 MPa/5℃的情况下,GSMC-C循环的净效率和毛效率分别为41.34%和48.06%。     

烟气CO2捕集工艺过程关键问题分析

CO2的减排越来越受到国际社会的关注,应用于火电厂的烟气CO2捕集技术是实现大规模降低火电厂CO2排放的主要手段之一,而捕集工艺是CO2捕集技术的基础。从工艺设计角度出发,简述了胺基吸收法的烟气预处理与捕集吸收工艺,分析了精脱硫、烟气冷却、吸收速率、电厂适应性、运行控制及节能工艺等因素对CO2捕集系统性能的影响,为火电厂烟气CO2大规模捕集的了工艺设计提供参考。     

锅炉烟气CO2捕集系统腐蚀原因及其缓蚀剂的筛选试验

分析了某电厂锅炉烟气CO2捕集系统腐蚀的原因,并有针对性的进行了缓蚀剂研发试验。以TP304、16MnR为对象,通过静态挂片法初步选取了几种性能较优的缓蚀剂单体进行复配。复合缓蚀剂经进一步筛选后,于高温反应釜中模拟CO2捕集系统解析塔环境进行了旋转挂片腐蚀试验,筛选出的缓蚀剂对16MnR及TP304的腐蚀速率分别为0.067 6mm/a和0.002 8mm/a,缓蚀效果显著。     

燃煤烟气CO_2捕集系统与电厂系统集成分析

应用于电厂的烟气二氧化碳捕集技术是能实现大规模降低二氧化碳排放的主要手段之一。文中从二氧化碳捕集系统与电厂系统集成角度出发,分别从烟气、汽水循环、冷却水等3个系统分析了捕集系统对电厂的影响及可以采取的集成及改造措施。结合660 MW超超临界机组进行二氧化碳捕集前后的模拟计算,考察二氧化碳捕集对电厂的影响,结果表明,全烟气中90%的二氧化碳捕集后电厂发电净效率降低约10个百分点。     

中国燃煤电厂CO2捕集技术开发及应用

通过对国内燃煤电厂CO2捕集技术开发与示范应用现状的介绍,从中国国情、燃煤电厂现状与发展出发,分析各种CO2捕集技术在中国应用的优、劣势及面临的问题与困难,分析中国燃煤电厂CO2捕集技术发展方向和应用潜力.     

燃煤烟气碳捕集两相吸收剂开发及其性能研究

化学吸收法捕集燃煤烟气中的CO₂是一种有效的降低CO₂排放的方式。两相吸收剂与传统有机胺吸收剂相比,能够明显降低捕集过程中的再生能耗,降低捕集成本。开发了一种新型的两相吸收剂,以物理溶剂二乙二醇二甲醚作为分相剂,乙醇胺和羟乙基乙二胺作为主剂,对其吸收再生性能、黏度、水相占比与分相区间进行了测试,将两相分别进行核磁共振光谱分析以确定其组成和分相机理。针对配方中的有机胺成分进行了优化,优化后的吸收剂配方吸收再生性能均优于传统的5 mol/L乙醇胺吸收剂,循环吸收容量可达2.086 mol/kg,99%以上的CO₂富集在水相,进入再生塔的吸收剂流量可减少约40%,富水相黏度低于10 mPa·s,理论再生能耗(以CO₂计)为2.688 GJ/t,具有良好的工业化应用前景。     

燃煤电厂CO2捕集分离技术研究现状及其展望

CO2捕集技术是实现我国燃煤电厂CO2减排最为直接有效的手段.结合国内燃煤电站CO2捕集研究现状和示范项目状况,介绍了燃煤电厂CO2捕集的3种主要技术路线,综述了吸收法、吸附法和膜分离3种国际上主要的CO2分离技术机理,并就其各自的优缺点进行了比较,提出了现有分离方法应用于我国燃煤电厂需解决的问题.     

燃煤电厂烟气CO2捕集-甲烷化利用工艺流程模拟研究

燃煤电厂烟气中大量的CO2直接排空对环境负面影响严重,而捕集这部分CO2并利用可再生能源制氢将其转化为CH4等能源产品,可以同时实现环境保护和能源转换与储存。本文对CO2捕集-甲烷化利用工艺流程进行了详细的模拟分析,并核算了这一耦合工艺的能耗、碳排放以及经济性。模拟结果表明:捕集工段中CO2捕集率可达79%,获得摩尔分数98%的CO2;甲烷化工段中最终得到CH4摩尔分数为91%~94%的产品气。此过程若采用可再生能源制氢工艺提供H2,则可显著降低总能耗,实现CO2净减排。在未来可再生能源制氢成本大幅下降或能够获得大量廉价氢气的情况下,此耦合工艺可获得一定的经济收益,有望成为未来燃煤电厂烟气CO2大规模工业利用的重要技术路径之一。     

CO_2捕集封存方法

(1)华能北京热电厂采用化学吸收法捕碳技术。利用碱性溶液对酸性的CO2进行吸收,并借助逆反应实现溶剂的再生。目前应用最多的是单乙醇胺(MEA)的醇胺法。MEA法利用带有羟基和胺基的碱性水溶液,由吸收塔和再生塔组成CO2捕集系统,进行CO2的捕集。(2)燃气-蒸汽联合循环中余热锅炉在     

燃气烟气1000t/a CO_2捕集中试试验研究

我国第1套燃气烟气CO2捕集中试装置成功完成3000 h连续试验运行以论证吸收溶剂和工艺过程。试验结果表明:开发的燃气烟气CO2捕集系统运行平稳,工艺过程稳定可靠。吸收剂具有效率高、腐蚀降解低、损耗少等特点,溶剂损耗小于0.5kg/tCO2,溶液对316L、304、2205、2507这4种合金材料的腐蚀度均小于1.65×10-3 mm/a。吸收塔尾气污染物排放水平低,其中溶剂排放0.17 ml/m3,亚硝胺排放3μg/m3,未发现硝胺存在。新型的蒸汽加热–闪蒸–机械蒸汽再压缩一体化再生工艺比传统加热再生方式减少蒸汽消耗10%~25%,总再生能耗下降10%~15%。     

火力发电厂烟气中CO_2捕获技术和膜吸收的应用分析

燃烧后二氧化碳捕获是运行火力发电厂烟气CO2减排研究的主要内容,本文总结了烟气CO2捕获技术的特点及在火力发电企业的适用性,重点分析了膜吸收法(膜接触器)的技术优势、工艺设计考虑的因素,提出了应用过程的问题,以期对电厂烟气CO2捕获工程提供帮助。     

SO_2对碳捕集过程影响的实验研究

采用新型混合有机胺CO2吸收剂,在捕集CO2中试实验台上进行长期稳定运行实验,研究SO2对碳捕集过程的影响。实验结果表明,SO2、胺吸收剂的氧化和热降解导致CO2脱除效率随着循环反应时间的增加而逐步降低,其中SO2是主要影响因素。在O2存在的条件下,SO2浓度越高,CO2脱除效率下降越快。随着SO2不断地被胺吸收剂吸收,一方面促进了热稳定性盐的生成,另一方面使吸收剂溶液的pH值逐步降低,最终使得CO2脱除效率越来越低。与此同时,越来越多的SO42-和SO32-占据了胺吸收剂的反应位,使其与CO2的吸收反应形成竞争关系,致使CO2负载量逐步降低,以至于影响到吸收解吸过程的稳定性。采用有效的方法适时的清除SO2导致的热稳定性盐,有利于碳捕集系统吸收解吸性能的提高。     

华能北京热电厂CO2捕集工业试验研究

我国首套电厂CO2捕集工业级示范系统已在华能北京热电厂建成并成功示范运行,证明该技术适合于在商业运行燃煤电厂进行捕碳。该文介绍了该系统的工业运行情况和试验结果。试验结果表明：前期钝化过程,吸收剂中的抗氧化剂和缓蚀剂,以及Fe3+浓度的变化在正常范围内;调试过程烟气在较大负荷下达到了设计要求;系统运行过程中CO2捕集效率为80%~85%,截至2009年1月底,已生产99.7%的CO2约900 t;运行过程中,由于电站系统负荷变化,使得烟气温度波动,导致系统的水失衡;研究提出并对比了进行水洗预处理和提高吸收塔出口温度2种解决方案,发现采用预处理脱水能获得更低的蒸汽消耗,但却需要提供额外的动力和冷却水。     

碳捕集燃气热电机组碳循环及其虚拟电厂优化运行

针对新型含碳捕集热电联产燃气机组的碳利用和经济运行问题,构建其与风电、电转气（power-to-gas,P2G）聚合的虚拟电厂。将所排放的CO₂捕集并输送至P2G,作为电转气的碳原料,产气为燃气机组提供燃料补充,从而在虚拟电厂中实现碳循环利用。以虚拟电厂收益最大为目标,以CO₂捕集率、热电比、热电厂电出力以及电转气功率为决策变量,建立虚拟电厂优化运行模型。仿真结果表明,这种聚合模式的虚拟电厂,可获得更高的经济效益、更好的风电消纳效果、更低的碳排放。这种虚拟电厂及其碳循环利用方式,是一种有效的减少弃风、降低排放、增强碳利用的能源运转途径,具有显著经济及社会效益。     

碳捕集燃气热电机组碳循环及其虚拟电厂优化运行

针对新型含碳捕集热电联产燃气机组的碳利用和经济运行问题,构建其与风电、电转气（power-to-gas,P2G）聚合的虚拟电厂。将所排放的CO₂捕集并输送至P2G,作为电转气的碳原料,产气为燃气机组提供燃料补充,从而在虚拟电厂中实现碳循环利用。以虚拟电厂收益最大为目标,以CO₂捕集率、热电比、热电厂电出力以及电转气功率为决策变量,建立虚拟电厂优化运行模型。仿真结果表明,这种聚合模式的虚拟电厂,可获得更高的经济效益、更好的风电消纳效果、更低的碳排放。这种虚拟电厂及其碳循环利用方式,是一种有效的减少弃风、降低排放、增强碳利用的能源运转途径,具有显著经济及社会效益。     

大型天然气联合循环电厂的设计优化

为了使我国正在建设的一批大型天然气联合循环电厂投资省、效率高、投产后具有较好的经济效益,对其设计进行优化至关重要。文章对影响大型天然气联合循环电厂效率的各种因素进行了深入的研究,对联合循环系统、燃气轮机选型、蒸汽系统、参数选择、余热锅炉和汽轮机选型、机组轴系配置、动力岛布置等方面进行了设计优化,并提出了明确的优化结论。     

燃煤烟气氨法CO2减排技术的研究

本项目是利用氨水作为吸收剂,进行燃煤烟气中CO2的捕集研究,分析了氨水吸收过程的参数（包括氨水浓度、烟气温度、氨水流量、烟气流速等）优化选择和对烟气中多种污染物的脱除情况,得出燃煤烟气氨水吸收法减排CO2的技术可行性结论。通过这一研究,为今后大规模的氨法捕集燃煤电站CO2工程应用提供了技术支持。     

火电厂碳捕集与储存中吸收法的应用和改进

介绍了碳捕集与储存技术在火力发电厂控制CO2排放的作用,重点介绍了碳捕集技术中吸收法的工艺流程,并列举了国外应用的案例,分析了其工艺特点,指出今后此吸收法还应从改善化学反应过程,以及整合脱碳系统与发电厂热力系统两个方面加以改进。