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。     

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.     

浸渍法制备的固态胺CO2吸附剂吸附性能

控制和减缓化石燃料电厂的CO2排放对于缓解大气中CO2浓度的持续上升具有重要意义.作为一种燃烧后CO2捕集技术,固体CO2吸附剂具有低能耗、弱腐蚀性、易再生等优点,在CO2减排领域有着广泛的应用前景.介绍浸渍法制备的固态有机胺吸附剂对CO2的吸附性能,着重介绍载体性质、有机胺负载量、温度和烟气含水量等因素对固态胺吸附剂吸附性能的影响,并对其机理进行了分析.此外,对比了不同固态胺吸附剂在75℃下对CO2的吸附能力.分析认为,相对于其他类型的CO2固体吸附剂,固态胺吸附剂较适用于从高温湿烟气中捕集CO2.     

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。     

燃煤电厂烟气新型CO2吸收剂开发与工程应用

化学吸收法是目前燃煤电厂CO2捕集中最成熟和最具规模化应用潜力的技术,但该技术能耗和成本较高,吸收剂的革新是CO2捕集技术性能提升的关键之一。本文从电厂烟气特点出发,结合对有机醇胺类吸收剂不同单体特性的分析和比较,优化设计了混合胺吸收剂的配方,利用实验室气液反应平衡和反应焓一体化测试,筛选出优选配方HNC-5吸收剂,吸收反应焓较乙醇胺（MEA）低约20%,且吸收速率更快。真实烟气条件下1 000 t/a CO2捕集中试装置测试表明,HNC-5性能指标与实验室测试结果一致,CO2捕集率高于90%,而再生热耗较MEA降低20%左右。12万t/a CO2捕集示范系统连续运行结果表明,运行期间HNC-5再生热耗1 t CO2约2.8 GJ,1 t CO2捕集成本降低约63元,吸收剂使用寿命更长,更有利于提高捕集系统的可用性和可靠性。     

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。     

DBU-GAC型CO2吸附剂性能研究

为了实现烟气CO2的低成本、高效捕集,研究负载1,8-二氮杂二环[5,4,0]十一碳-7-烯（1,8-diazabicyclo[5,4,0]undec-7-ene,DBU）的颗粒活性炭（granular activated carbon,GAC）吸附剂对CO2捕集性能。DBU负载率越高,吸附剂比表面积、总孔容积和微孔容积越小,平均孔径与负载率呈明显的负相关性;Langrnuir模型是拟合DBU在GAC上吸附行为拟合优度最佳的模型,DBU在GAC上单分子层吸附要多于多分子层吸附;DBU-GAC吸附剂在低于140℃时具有良好的热稳定性,DBU能抑制吸附剂水分蒸发,有利于DBU与CO2耗水反应;DBU溶液对CO2具有很高的捕集效率,是常用-乙醇胺-甲基二乙醇胺（monoethanolamine-methyl—diethanolamine,MEA-MDEA）复合胺溶液的2．6～3。3倍;GAC负载适量DBU对模拟烟气CO2具有良好的捕集效率,消除膜封效应能提高DBU-GAC吸附剂对CO2的吸附容量。     

低温条件下喷淋塔氨法脱碳实验研究

氨水合物反应系统捕集CO2方法以其捕集效率高,设备成本低,应用范围广等优点从众多CO2捕集技术中脱颖而出,但存在氨逃逸问题。为此,本文自主设计并搭建了可变高度的喷淋塔实验系统,开展氨法吸收CO2的实验研究。通过改变低温条件下的运行参数得到了氨逃逸率和CO2脱除效率的影响因素和变化规律。结果表明:氨逃逸率随着氨水温度、氨水摩尔分数的增加而增加,随着CO2体积分数、喷淋塔高径比的增加而降低;CO2脱除效率随着氨水温度、氨水摩尔分数的增加而增加,随着CO2体积分数、喷淋塔高径比的增加而降低。本文实验获得的不同参数条件下的氨逃逸和CO2吸收规律,可为氨法CO2吸收技术的发展和完善提供参考。     

燃煤电站CO2捕集与处理技术的现状与发展

文章首先介绍了燃煤电站碳捕集的技术发展路线,CO2捕集技术分为燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧技术3条路线,主要的捕碳技术有化学吸收法、物理吸收法、物理吸附法和膜分离法等。同时,还介绍了国内外燃煤电站的捕碳项目情况和未来发展,我国电力行业也开展了绿色煤电计划,并在传统燃煤电站建立了燃烧后捕碳的中试系统,全面开始了电厂捕碳的研究开发。     

二氧化碳矿化强化混凝土再生骨料性能研究进展

碳捕集、利用与封存（CCUS）作为大规模碳减排的有效路径之一,对全球应对气候变化意义重大。在现有的CCUS技术中,CO2矿化封存技术是利用自然界或工业生产中含钙、镁的碱土金属离子矿物将CO2矿化处理形成热稳定较高的无机碳酸盐的技术。该技术在减少CO2排放的同时,实现了高性能建筑材料的生产和固体废弃物的资源化利用,是附带显著经济效益的CO2减排途径。CO2矿化强化混凝土再生骨料是基于CO2矿化封存技术,利用CO2与废弃混凝土经破碎筛分获得的再生骨料反应,制得高性能的再生骨料。在反应过程中,骨料表面附着的砂浆中含有的氢氧化钙和水化硅酸钙凝胶与CO2作用后形成碳酸钙和硅胶并填充于浆体孔隙中,使浆体整体微观结构更加致密,提高了骨料性能,可满足现阶段的工程应用需求。本文从CO2矿化封存机理、影响矿化反应速率的因素、工艺路线等方面对CO2矿化封存技术应用于再生骨料强化的进展进行论述,并对CO2矿化强化再生骨料的未来发展进行了展望。     

新型膜吸收技术及其在电厂烟气CO2脱除中的应用

与传统吸收技术相比,新型膜吸收技术在脱除烟气CO2中具有传质效率高、装置结构紧凑、能耗低、吸收成本低等优点.介绍新型膜吸收技术脱除燃煤电厂烟气CO2的原理.探讨膜材料、膜接触器组件及吸收剂等膜吸收法中的关键技术,对吸收性能的影响,总结该技术在实际燃煤电厂CO2脱除中的应用进展.     

两相吸收剂捕集二氧化碳技术研究进展

化学吸收法是现阶段烟气CO₂捕集较为成熟的技术路线之一,但吸收剂能耗高影响了该技术广泛工业应用。两相吸收剂具有大幅度降低再生能耗的潜力,受到国内外研究学者广泛关注。该文综述了目前两相吸收工艺和两相吸收剂的研究进展,介绍3种两相吸收工艺及其降耗原理。重点介绍混合胺型和物理溶剂型两类两相吸收剂的研发现状,分析和比较分相特性、分相机理和再生能耗等性能。阐述黏度升高对贫富液换热器及两相工艺再生能耗的影响,提出定量分析方法。介绍现有两相吸收剂挥发性、降解及腐蚀特性的研究现状。结合研究现状和烟气碳捕集需求,提出下一步两相吸收剂的研究方向。     

CO2在液胺-离子液体混合物中的吸收再生特性研究

为了提高碳捕集技术吸收效率、降低再生能耗、避免二次污染,提出一种利用 N-甲基环己胺 MCA水溶液及甲基咪唑离子液体混合吸收二氧化碳（CO2）的方法以实现燃煤电厂烟气碳减排,并分别开展了基于 MCA水溶液·1-丁基-3-甲基咪唑四硼氟酸盐[Bmim][BF4]体系和MCA水溶液·1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐[Bmim][OAc]体系的CO2吸收及再生性能实验。实验结果表明,10%MCA＋10%H2 O＋[Bmim][OAc]体系的吸收容量为0.369,吸收速率为5.83 g/（kg·min）,优于工业常压吸收剂30%MEA水溶液;再生性能相较于10%MCA溶液明显改善。     

CO2对致密油渗吸作用的影响机理研究

CO2能够有效提高致密油渗吸采出程度。本文针对致密油CO2溶液渗吸机理展开研究，设计了渗吸实验装置，开展了不同压力、不同渗透率的渗吸实验，并研究了束缚水饱和度对渗吸能力的影响。结果表明:CO2能够提高自发渗吸速度及渗吸采出程度；提高压力能增强CO2的传质速度，增强渗吸作用；较低的渗透率会阻碍CO2在岩心中的扩散，削弱了CO2提高自发渗吸速度的能力；束缚水的存在会影响渗流能力，并消耗一部分CO2，使渗吸速度降低，但束缚水一般分布在盲端和无效孔隙，因此对渗吸总采出程度的影响较小；增加CO2压力可以降低油水界面张力，降低毛管力；渗透率越高，毛细管半径越大，毛管力越低，说明CO2对毛管力的作用并非提高渗吸采收率的主要机理；CO2通过溶解、扩散、膨胀等作用，可以提高致密油渗吸速度和驱油效率，是CO2增强渗吸作用的主要机理。     

计及CLHG-SOFC碳捕集的多能源系统低碳优化调度

为了响应碳达峰、碳中和的发展目标,实现对能源的高效利用,减少CO2的排放,多能源系统引入基于化学链制氢-固体氧化物燃料电池（CLHG-SOFC）的碳捕集技术,以实现在供电供热的同时完成对CO2的捕集。首先,对CLHG-SOFC碳捕集模块的运行机理与能量流动关系进行分析,推导出其净输出功率模型和电碳特性关系。其次,建立计及基于CLHG-SOFC碳交易与碳封存成本的多能源系统低碳优化调度模型。最后,通过算例分析验证了所提模型能够在不同电碳特性运行下实现系统运行的经济性和低碳性。     

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。     

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。