二氧化碳減排技術

CO2減排技術燃燒前CO2別離技術01捕獲別離CO2技術0205捕獲封存技術(CCS)03二氧化碳減排的根本技術手段和原理

燃燒前CO2別離技術

燃燒前CO2別離技術主要是指在燃料燃燒前,將碳從燃料中別離出去,參與燃燒的燃料主要是H2,從而使燃料在燃燒過程中不產(chǎn)生CO2。

典型應用：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)(IGCC)Page

4整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)原理圖捕獲分離CO2技術吸收法吸附法富氧燃燒法膜別離法低溫分餾法吸收法：物理吸收和化學吸收物理吸收是指利用那些對CO2具有較大溶解度的有機溶劑做吸收劑，通過對CO2的加壓讓其溶解到該溶劑內(nèi)，再通過減壓讓CO2釋放出來，通過這樣的交替方式完成CO2的捕獲別離。化學吸收法是指二氧化碳與吸收劑進行化學反響而形成一種弱聯(lián)結的化合物。常用的吸收劑為碳酸鉀，氨水和醇胺等。要求其具有無腐蝕性、無毒性和良好的化學穩(wěn)定性該方法適用于大流量低濃度CO2的別離回收吸收法吸附別離技術是利用多孔固體顆粒選擇性的吸收流體中一種或幾種組分，從而使流體混合物得以別離，接著通過變溫或變壓的解吸方法完成吸附-脫附循環(huán)操作的技術。固體吸附別離是基于氣體與吸附劑外表上活性點之間的分子間引力實現(xiàn)的。CO2的吸附劑一般為一些特殊的固體材料,如:沸石、活性碳、分子篩等。吸附過程又分為變壓吸附(PSA)和變溫吸附(TSA)工業(yè)應用中較多使用的是變壓吸附別離技術。吸附法吸附法圖2變壓吸附法工藝流程圖該技術是利用空分系統(tǒng)獲得富氧甚至純氧，再與純的CO2以一定比例混合后送入爐膛與燃料混合燃燒。這樣由于除去了氮，就可以在排放氣體中產(chǎn)生高濃度的CO2和水，通過煙氣再循環(huán)裝置去稀釋純氧，重新回注燃燒爐。富氧燃燒法圖3oxyfuel技術工藝流程圖低溫別離法是在31℃和7.39MPa下,或在12~23℃和1.59~2.38MPa下,二氧化碳具有液化的特性。低溫法利用二氧化碳這一特性對煙氣進行多級壓縮和冷卻,使二氧化碳液化,從而到達別離的目的。此方法優(yōu)點是CO2別離效率和純度都很高,不過由于屢次壓縮等原因,此方法的能耗非常高。低溫分餾法又稱分子篩法，利用不同的聚合材料對不同的氣體具有不同的滲透率，將CO2從鍋爐尾部煙氣中別離出來的方法。其最大優(yōu)點在于投資少，結構簡單，操作方便。工業(yè)上常見的別離CO2的膜有醋酸纖維膜、乙基纖維素膜、聚苯醚等。這些膜對于CO2現(xiàn)出良好的滲透性。隨著高分子材料科學的不斷開展，膜別離技術將不斷完善，成為CO2的捕獲別離的又一重要手段。膜別離法捕獲封存技術(CCS)從理論上講,海洋和地層可以貯藏人類在幾千年間生產(chǎn)的二氧化碳。二氧化碳封存包括3個環(huán)節(jié)：1、別離提純,在二氧化碳排放源頭利用一定技術別離出純潔的二氧化碳；2、運輸,將別離出的二氧化碳輸送到使用或埋存二氧化碳的地質(zhì)埋存場所；3、埋存,將輸送的二氧化碳埋存到地質(zhì)儲集層/構造或海洋。CCS深部鹽水儲層許多地下的含水層含有鹽水,不能作為飲用水,但二氧化碳可以溶解在水中,局部與礦物慢慢發(fā)生反響,形成碳酸鹽,實現(xiàn)二氧化碳的永久埋存?？萁哂蜌獠囟趸既芙庥谑Ｓ嘤突蛩?或者獨立滯留在孔隙中。枯竭油氣藏在埋存二氧化碳的同時提高其采收率,可實現(xiàn)經(jīng)濟開發(fā)與環(huán)境保護的雙贏。二氧化碳埋存場所選擇CCS不能開采的煤層目前已采用減壓法開采煤層氣,但采收率只有50%。注入二氧化碳后,二氧化碳可置換出煤層氣，使更多的甲烷被采出,同時二氧化碳被吸附。煤層可吸附2倍于甲烷的二氧化碳。深海埋存兩種方式:一是使用陸上的管線或移動的船把二氧化碳注入15000m深度,這是二氧化碳具有浮力的臨界深度,在這個深度二氧化碳能有效地被溶