水泥工业碳捕集关键技术路线及发展趋势

水泥的主要碳排放源是原材料碳酸盐矿物分解,即使水泥工业不用煤炭等化石燃料,也难以实现碳中和目标。未来,发展碳捕集技术将成为行业碳零排放的必由之路。本文结合水泥工艺特点,阐述五类碳捕集的关键技术路径,分别为：化学吸收、氧燃料燃烧、钙循环工艺、间接换热分解、膜分离,并从工艺技术特征、关键指标、能源评价及产业化趋势等方面进行分析介绍,助力水泥绿色发展。     

碳中和目标下的水泥工业低碳技术研究

介绍了世界水泥工业低碳技术。水泥行业的碳减排对我国实现碳中和目标的影响重大,迫切需要水泥行业通过技术创新驱动实现绿色低碳发展。针对水泥工业的碳排放主要来源,碳减排技术路径主要包括能源效率提升、原/燃料替代、低碳水泥、碳捕集利用和封存。比较分析了国内外典型的水泥窑替代燃料技术。从水泥窑尾烟气中捕集CO2,除了富氧燃烧和化学吸收法外,还包括直接分离的捕碳技术。介绍了水泥窑捕集到的高浓度CO2进行资源化利用的技术途径。     

欧洲水泥工业碳中和路径及技术概况

在《欧洲绿色新政》框架下,欧洲水泥工业协会确定2050年实现水泥和混凝土价值链净零排放的目标以及2030年的阶段减排目标,并基于已设定的目标,提出“5C价值链”路线。制定适合我国水泥和混凝土行业的减排目标,明确在能源结构、节能装备、降低排放、循环利用、突破性技术等方面的实施路线,将对行业转型升级、实现碳中和的目标有着重要的意义。     

碳中和目标下海螺水泥减排二氧化碳的实践

水泥行业是二氧化碳排放大户,其排放主要来自碳酸盐的分解、燃料的燃烧和电力消耗.在生产工艺碳减排(如替代原料、熟料替代技术等)、生产能耗碳减排(如替代燃料、富氧燃烧技术、高效粉磨、余热发电等)、新技术碳减排(如水泥窑二氧化碳捕集利用)及新能源技术等方面加强技术研发力度和推广力度,可实现水泥行业绿色转型发展,为达到碳中和目...     

双碳目标下水泥行业碳减排策略

通过研究水泥行业碳减排措施及技术路径,分析国家双碳背景下水泥行业碳排放发展方向,探讨水泥行业实现双碳目标的碳减排策略。     

基于生命周期的水泥工业碳中和整体路径

从自然界的碳循环、大气中温室气体浓度变迁、温室效应与全球变暖的基本原理出发,探讨水泥工业碳足迹与碳中和路径.水泥工业碳酸钙分解和水泥烧成、粉磨、运输等过程化石原料燃烧产生的CO2导致了大气中CO2浓度的增加,在人类活动碳排放中占8％左右.我国水泥工业生命周期碳足迹中碳酸钙分解占54％左右,燃料燃烧占28％左右,电力排放...     

水泥工业碳减排路径分析

介绍了目前国内的碳中和背景及发展现状,并基于水泥产业碳排放的相关数据,对该行业碳减排的方法和途径进行分析。水泥工业90%的二氧化碳排放来自熟料生产(碳酸钙分解、燃料燃烧),其余的10%来自原材料的准备和水泥制品的生成。指出发展创新减排燃烧、节能降耗技术、提高替代燃料掺烧量以及二氧化碳的捕集、封存与利用（CCUS）,是实现水泥产业碳中和的主要手段。     

对我国水泥工业减碳技术措施及其效果的分析与建议

水泥工业的碳排放占全球人为二氧化碳排放总量的7.5%,而在我国其占比却高达13.75%。为了履行我国实现“3060”的庄严承诺,水泥工业的减碳任务面临严峻挑战。水泥工业是我国实现碳达峰碳中和目标中的重要行业,具有全局性的影响。我们必须坚决圆满地完成这个光荣而艰巨的历史使命。     

我国水泥工业碳达峰与碳中和前景展望

本文从全球碳排放概况、全球水泥工业碳排放形势、我国水泥工业碳排放形势及我国碳达峰与碳中和政策入手,结合欧洲2030年碳减排路线图和2050年碳中和路线图,详细介绍了水泥CO2排放核算方法、水泥碳达峰与碳中和的影响因素、实现碳达峰与碳中和的途径及国内外CCUS案例.建议碳中和参考欧洲5C边界方案;预估我国水泥行业碳达峰应...     

面向双碳的低碳水泥原料/燃料替代技术综述

在碳达峰、碳中和背景下,水泥等建材行业能耗高、排放高、产能过剩,面临巨大挑战。从水泥行业现有CO₂减排技术出发,分析了水泥低碳生产方式的原理和现状,归纳总结了原料替代、燃料替代和熟料替代技术现状。最后结合国内现状和发展规划,对水泥行业低碳技术进行展望。水泥行业现有CO₂减排技术包括将低碳原料或工业废弃物代替生料中某些成分的原料替代技术;将低碳排放的清洁燃料应用于水泥生产的燃料替代技术;将有凝胶活性的材料添加到混凝土中以节省熟料使用量的熟料替代技术;应用电能和使用燃料时提升能源利用效率的方法和技术以及颇具前景但尚未大规模应用的碳捕集、封存技术(CCS)。原料替代方式是最有效的低碳生产方式,硅酸盐水泥原料中包含大量石灰石,会在水泥生产过程中分解产生烧制熟料必需的CaO和大量CO₂,利用富钙废弃物替代石灰石等高载碳原料,可显著减少CO₂排放,同时提供等量的CaO,用以替代的原料包括电石渣、硅钙渣、钢渣、石英污泥及造纸污泥等,其中不同工业废料对于水泥生产不仅可代替石灰石原料,还可能提供额外效益,如硅钙渣能提...     

基于镁基燃煤烟气碳捕集的太阳能-燃煤互补发电系统设计

燃煤等化石能源电站CO₂排放量巨大,开展燃煤电站碳减排是实现双碳目标的必经之路。碱金属基固体吸收剂捕集CO₂具有再生能耗低、选择性高等优点。但依靠电站自身能量实现碳捕集,能效代价巨大,对此提出利用槽式太阳能集热驱动镁基碳捕集再生,避免燃煤发电单一碳捕集的效能损失,同时将碳酸化放热替代电厂抽汽加热给水,提升发电量。基于某典型燃煤电站开展系统设计及分析,计算设计系统引入槽式太阳能和碳捕集系统带来的增发功率,比较设计系统、单一燃煤碳捕集系统及参比系统的总出功。结果表明,相比单一燃煤碳捕集系统,设计系统避免了46.4 MW发电功率损失,同时借助碳酸化放热,发电功率提升了46.2 MW。设计系统较单一燃煤碳捕集和单一光热发电的简单叠加系统发电功率增加了44 MW,实现了1+1>2的集成效果。典型日分析下考虑1 d中太阳直射辐射强度的变化,设计系统可通过调控碳捕集过程避免辐照过高/过低对系统稳定运行的影响,典型日下系统平均碳捕集量达135.6 t/h,增发功率达23.2 MW/h,实现了系统的变工况高效运行。设计系统避免了电站自身碳捕集带来的效能损...     

水泥企业碳减排技术路径浅析

在碳达峰、碳中和“3060”目标背景下,水泥企业应从排放端和吸收端同时发力,积极采取有效的节能减排措施,为行业碳减排做贡献。本文将简要分析和探讨水泥企业碳减排技术路径。     

水泥工业碳捕获方法研究进展

水泥生产是一种能源需求和碳排放大的行业,作为水泥生产大国,研究行之有效的减排方法有很重要的意义。目前,碳捕获技术主要有四种：预燃烧捕获技术、氧燃料捕获技术、燃烧后捕获技术和碳回路方法等。这些技术旨在获取高纯度的CO2,方便后续的运输和储存。碳捕获是传统的减排方法之外进一步降低碳排放、乃至达到零碳排放的措施,是值得我国水泥行业关注的系列技术。     

世界水泥工业CCUS最新研究进展

如果要实现气候目标,在水泥工业中实施碳捕获、碳利用和碳封存（CCUS）是必要的。本文研究了近8年来世界水泥工业在CCUS研究领域的最新进展,重点研究了水泥工业的CO2捕获技术。结果表明,CCUS是水泥工业实现碳减排、碳达峰和碳中和最实用、最高效的方法。就碳捕获技术而言,水泥工业最适宜采用化学吸收法和钙循环法。     

基于AHP-TOPSIS法的碳捕集技术方案综合评估

碳捕集、利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和目标的重要手段之一,高成本是目前制约CCUS大面积推广应用的瓶颈,而碳捕集是影响CCUS技术成本的主要环节。近年来,各类碳捕集技术的研发和示范受到广泛关注,但整体成熟度不高,未来发展路径仍不清晰。基于层次分析法和逼近理想解排序法,构建了一套适用于碳捕集技术的综合评估方法,从技术、低碳、经济、安全4方面对目前典型的碳捕集技术进行综合评估。结果表明,现阶段CO₂捕集技术的部署主要受低碳特性影响,复合胺吸收法应用潜力居首,而随着我国未来能源、产业结构不断调整,各类碳捕集技术的应用场景及影响其综合推广潜力的因素将发生变化,其中,经济特性将成为未来影响CO₂捕集技术市场渗透率的关键,因此,变压吸附法、复合胺吸收法和钙循环法将在未来CO₂捕集过程中占据相对重要的地位。通过将定量分析与专家意见相结合,形成的评估结果将为碳捕集技术研发与应用提供科学思路。     

水泥工业利用和处理废物技术

水泥工业在利用和处理废物方面主要表现为两个方面：一是工业废弃物的利用；二是垃圾废料的利用和处理。     

欧美水泥工业碳捕获与储存研究进展

科学家们预测,本世纪全球平均气温将上升２～4℃,可能引发干旱、洪水、冰川融化和海平面上升等多种自然灾难（又称厄尔尼诺现象）。CO2排放量超限被公认为是全球变暖的主要因素。水泥行业是一个主要的工业温室气体排放源,约占全球人为温室气体排放量的5%。国际能源机构（IEA）研究表明,按照现行的政策和市场需求预测,从目前的水平到2050年CO2排放量要减少一半,水泥行业需要将CO2排放量从2.34Gt/a减少到1.55Gt/a[1]。在减排方面,虽然采取了提高能源效率、使用替代燃料和替代原材料、降低水泥中熟料掺量等措施,但依然还有减排潜力。从中长期发展考虑,碳捕获和储存技术（Carbon Capture and Storage,简称为CCS）在实现全球CO2减排中起着至关重要的作用。到现在为止,还没有在水泥回转窑使用任何碳捕获技术的工业应用,水泥工业碳捕获还处在理论研究与有限的工业试验阶段。本文介绍欧美几种不同类别的碳捕获和储存技术的研究进展。     

碳中和背景下我国污水处理技术思考

研究以我国污水处理企业碳减排技术为目标,总结了目前国内污水处理行业可行的碳减排技术工艺,同时为我国污水处理企业实现碳中和提出了具体可行的工程方案,即：提高环境管理水平、固碳与污水产能新技术开发和多技术协同联合等,以期为我国污水处理行业碳减排实施和碳中和目标实现,提供技术支持和借鉴。     

双碳背景下CCUS技术发展现状及展望

双碳背景下,碳捕集利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和的关键技术之一。本文综述了CCUS各环节的技术路线和发展趋势,并对CCUS进行了展望,总结了我国碳减排面临的问题并提出相关建议。近年来,我国CCUS技术取得了较大进展,然而在捕集、运输、封存和利用等环节的技术水平仍处于研发示范阶段。仍面临技术不成熟、运行成本高、环境影响不明确、政策法规不完善等问题,需要从技术研发、政策法规支持等方面推动CCUS发展。未来我国仍需进一步加大对CCUS技术的研发、推广和示范,为早日实现碳中和提供技术支撑。