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把“出逃”的二氧化碳“抓”回来
智慧生活报 乔静涛 / 时间:2024-01-17 10:18:59

智慧生活报1月16讯:尽管现在许多技术已经可以实现从源头上控制二氧化碳的排放,但是只要使用能源,二氧化碳的排放就不会为零。那么,能否让这些不得不排放的二氧化碳变废为宝呢?答案是肯定的。今天,山西绿源碳索科技有限公司的专家就带大家认识其中一种技术——二氧化碳捕集。

二氧化碳捕集就是指电力、钢铁、水泥等行业大型工业设备用能过程中产生二氧化碳的分离和富集技术。二氧化碳捕集技术分为烧前捕集、富氧燃烧捕集、燃烧后捕集。

烧前捕集指煤气化后把二氧化碳和氢分离,实现前端脱碳。实际上最后燃烧的不是碳,而是氢。这种方法成本相对较低,效率较高。但是,其应用场景有局限性,需要基于煤化气联合发电装置才能实现,因此该方法一般适用于煤气化联合发电装置与部分化工过程。

烧前捕集

富氧燃烧捕集主要是利用氧和碳生成二氧化碳的原理进行碳捕集,但前提是使用富氧而非空气进行燃烧。使用该方法时,二氧化碳捕获能耗相对较低,但是需采用纯氧或者富氧燃烧,对操作环境有要求。该方法可用于部分燃煤电厂的改造和新建燃煤电厂。

富氧燃烧捕集

燃烧后捕集是将燃煤烟气中较低浓度的二氧化碳采用化学或物理方法选择性富集。该方法对原有系统变动较少,仅需在现有燃烧系统后增设二氧化碳捕集装置,但是其烟气中二氧化碳分压较低,使得二氧化碳捕集能耗和成本较高。该方法适用于各类改造和新建的二氧化碳排放源,包括电力、钢铁、水泥等行业。

燃烧后捕集

二氧化碳捕集,就是将排放的二氧化碳“抓”回来,搜集在一起后,再想办法变废为宝。

要想知道什么是二氧化碳捕集,得先了解CCUS技术。CCUS技术是指将二氧化碳从工业排放源中分离出来,并运输到特定地点加以利用或封存,以实现二氧化碳减排的工业工程,包括二氧化碳捕集、输送、封存、利用等关键环节。二氧化碳捕集是其中关键的一环。

钢铁碳捕集

钢铁行业的碳捕集一般利用的是燃烧后捕集。燃烧后捕集又分为胺吸收法、变压吸附法、膜分离法。

其中,胺吸收法是使用胺吸收剂进行化学吸收;变压吸附法是利用固体吸附剂和吸附装置中的压力变化产生的物理吸附方法;膜分离法中,用于气体分离的膜是进气侧和渗透侧之间的薄屏障,能够选择性地允许目标组分从进气侧渗透到渗透侧。

整体煤气化联合循环发电

整体煤气化联合循环发电是最典型的可进行燃烧前碳捕集的系统,是将煤气化与燃气-蒸汽联合循环结合的发电系统,化石燃料气化转化为合成气(主要成分为一氧化碳和氢气),然后利用水煤气变换反应提高二氧化碳的浓度,二氧化碳捕集后得到的富氢燃气可用于燃烧发电,分离得到的二氧化碳压缩纯化后可进行后续利用或封存。

水泥窑

可以使用富氧燃烧捕集。富氧燃烧是用纯氧或富氧代替空气作为化石燃料燃烧介质,燃烧产物为二氧化碳和水,经过冷凝后烟气中二氧化碳含量在80%以上。在液化温度和液化压力一定的情况下,原料气中二氧化碳含量越高,其液化率越高,液体二氧化碳消耗的单位功耗越低。

航运碳捕集

航运碳捕集技术主要用的是燃烧后捕集。对于船舶来说,只需要对尾气处理装置进行轻微改动即可,对船舶系统改造小、投资少。

油田碳捕集

油田碳捕集主要使用燃烧后捕集技术中的膜分离法。该方法具有良好的发展前景,未来将会出现新型高二氧化碳分离膜和基于膜分离法的组合技术,如膜分离法+变压吸附法、膜分离法+化学溶剂吸收法等。

煤电碳捕集

燃煤电厂碳捕集技术可以使用燃烧前碳捕集、富氧燃烧捕集及燃烧后碳捕集,其中采用燃烧后捕集技术的项目较多。对于煤电厂来说,燃烧后捕集技术相对成熟和简单,不需要大面积改造电厂,在实际应用中只需对原有电厂小幅改造即可满足脱碳要求。