水泥工业几种CO2捕获工艺介绍

详细介绍了MEA化学吸收法、纯氧燃烧法、冷却氨水法、膜分离法、分体式钙循环法和集成式钙循环法6种水泥厂可行的CO2捕获技术的工艺流程、原理以及对水泥生产可能产生的影响实践证明,MEA化学吸收法是可行的,但不一定是最节能的从理论上讲,这几种CO2捕获方法技术上都是可行的,但捕获效率、能耗、经济效益等可能会有差异。

水泥工业几种CO2捕获技术的评估

以MEA化学吸收法为参考标准,通过对参考水泥厂进行适当的技改,对纯氧燃烧法、冷却氨水法、膜分离法及两种钙循环法进行CO2捕获技术评估。结果表明,在定义的条件下,这几种CO2捕获技术的CO2减排当量为73%~90%,CO2减排能耗为1.63~4.07 MJ/kg CO2,而MEA化学吸收法CO2减排当量为64%,减排能耗为7.08 MJ/kg CO2;从成本的角度分析,纯氧燃烧法熟料生产成本和CO2减排成本均最低;对于燃烧后CO2捕获技术,参考技术MEA化学吸收法,比其他被评估技术更易于技术改造,其具有对水泥生产的影响小、设备放置不受限制等优势;与水泥生产联系更紧密的是纯氧燃烧法和集成式钙循环法,这两种技术被评估为更具挑战性;由于不同评估指标的技术参数不同,无法评估哪种方法最好,一般水泥厂可以从CO2减排当量和减排能耗上选择,但视具体情况而定,例如空间需求、现有的基础设施或运营经验等。

双流化床生物质气化及CO2捕获的发展现状

我国具有丰富的生物质资源,生物质是重要的清洁可再生能源,双流化床生物质气化技术通过将生物质气化和燃烧的过程分开进行,提高了产品合成气的品质。在床料中添加氧化钙吸收二氧化碳,可以进一步提升合成气品质,并为实现CO2富集和捕获提供了条件。

水热预处理富铝精炼渣CO2捕获性能研究

精炼渣是钢渣的一种,由于其CaO和MgO等碱性成分含量较高,可以用于捕获CO2.本文研究了水热预处理对提高富铝精炼渣CO2捕获容量的积极效果,分析了水热预处理时间、固液比、CO2流量、反应时间和温度等工艺条件对CO2捕获容量的影响,并结合XRD和FESEM分析阐明了水热预处理提高富铝精炼渣碳酸化程度的机理.研究结果表明:水热预处理精炼渣在常温常压条件下,最大的CO2捕获容量为0.126 g CO2/g渣,远远高于未经预处理渣的最大捕获容量0.042gCO2/g渣;水热预处理使渣中的C12A7快速水化,生成薄片状产物,增大了渣与CO2反应的面积,抑制了渣颗粒表面碳酸钙膜的形成,增大了反应速度,从而提高了反应程度.

利用赤泥捕获CO_2反应特性

引言 中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,煤炭产量占世界总产量的三分之一,也是目前少数几个以煤炭为主要能源的国家之一。大量煤炭的燃烧导致我国CO2排放量急剧增加,根据世界银行数据库估计，2000～2008年中国CO2年排放总量从27亿吨提高到70亿吨，年平均增长率为12．28％，其累计排放量为415亿吨碳当量。

共价有机骨架材料的CO_2捕获性能研究

共价有机骨架材料(COFs)作为一类新型的纳米多孔晶体材料,由于具有表面积大、结构多样性、永久孔隙率高和热稳定性高等优点,在CO_2捕获性能方面表现出优异的应用前景。简要介绍了COFs的合成及表征方法、描述CO_2捕获性能的物理量。综述了几类COFs对CO_2捕获性能的研究进展,如含硼类、三嗪类和亚胺类COFs,并对它们的捕获性能进行了比较和总结,指出其优点和局限性。最后对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

双流化床生物质气化及CO_2捕获的模拟

用AspenPlus建立了双流化床气化和燃烧模型，对生物质在双流化床中气化及CaO吸收合成气中的CO2过程进行了模拟研究；探讨不同反应条件：气化温度、蒸汽与生物质的质量配比（S／B）以及CaO循环量与生物质的质量配比（Ca/B）对合成气成分的影响，为该类型工业反应器的研发提供了理论依据。模拟分析结果表明：气化温度低于700℃时，CaO能很好地吸收气化过程中产生的CO2并促进平衡反应向产氢方向进行；在温度为650℃及CaO作用下，S／B在0．6～1．7内对合成气成分的影响不大；CaO的加入能够有效地改善合成气的组成，合成气中氢气浓度能达到95％以上，氢气产量达到52mol／kg。

膜吸收技术捕获CO_2研究进展

传统的填料塔工艺有成熟和大规模应用的优势,但也存在诸多问题,膜吸收技术捕获CO2因其自身优势是一个值得关注的研究方向。简述了CO2捕获的主要技术路线,介绍了膜技术分离CO2的特点、优势,并详细介绍了膜吸收技术的最新研究进展,提出膜吸收技术当前需要解决的问题主要有膜的润湿性长期稳定性、溶剂的挥发性、膜和吸收剂的兼容性、SO2和O2等杂质的去除、膜的成本及经济性分析比较等。

白云石煅烧/加压碳酸化循环捕获CO_2实验研究

在双固定床反应器系统上采用提高碳酸化反应压力的方法来改善白云石的CO2循环捕获性能.对白云石在不同碳酸化反应压力、温度、碳酸化气氛与煅烧气氛中CO2浓度以及颗粒粒径等条件下的循环碳酸化特性进行测试,并与石灰石的循环特性进行比较.结果表明,提高碳酸化反应压力有利于提高白云石的循环碳酸化转化率.反应压力一定,白云石的碳酸化转化率随碳酸化温度的增加呈先增加后减小的趋势.在700～750℃和0.5 MPa条件下,白云石获得较高的碳酸化转化率.白云石的加压循环碳酸化反应对一定的粒径范围和煅烧气氛具有较好的适应性.白云石的加压循环碳酸化性能较石灰石优越.

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。

真空变压吸附过程捕获烟道气中CO_2的数值模拟

真空变压吸附(VPSA)过程的影响因素很多,且为一组复杂的非线性关系。通过计算来了解各变量对过程分离性能的影响有着实验无法替代的作用。采用沥青基活性碳小球为吸附剂,建立了VPSA过程及其能耗计算的模型,模拟研究了P/F、真空压力和CO2进料浓度对VPSA过程分离性能及其总能耗的影响。研究结果表明:P/F存在一个最佳值,使得VPSA过程的总能耗最小;随着真空压力的减小,产品气的纯度和回收率均增大,风机能耗减小,真空泵能耗增大,总能耗增大;随着CO2进料浓度的增加,产品气的纯度和回收率均增大,相反地,风机、真空泵及过程总能耗均减小。

蒸汽活化对天然钙基吸收剂循环碳酸化捕获CO_2的影响

为探明蒸汽活化对钙基CO_2吸收剂活性再生的影响规律,基于热天平系统研究了活化温度、蒸汽浓度、操作频率、碳酸化及蒸汽活化时间以及活化方法对天然钙基吸收剂CO_2捕获性能的影响.结果表明,300~400,℃对天然吸收剂活化效果最优;提高活化水蒸气浓度和频率有利于再生吸收剂碳捕获性能;短时间活化效果低于长时间活化工况;煅烧后水蒸气活化可大幅再生吸收剂活性,而在反应过程中通入蒸汽活化效果不佳;从捕获总量和活化效率考量,高频率短循环方式活化效果更佳.

火电厂化学吸收CO_2捕获工艺的应用与能耗分析

从火力发电厂烟气特性出发,分析了化学吸收CO2捕获工艺流程,评估了醇胺吸收剂和改进型吸收剂的特点及适用性,总结了吸收剂在国内外CO2捕获示范工程中的应用情况,提出了化学吸收工艺能耗分析参数体系,通过工程和理论研究两个路径对化学吸收CO2捕获工艺的能耗水平进行了分析.分析结果表明化学吸收工艺吸收剂以胺和混合胺为市场主导,CO2捕获吸收剂的再生能耗一般介于3.0～4.2GJ/t之间.

基于专利和文献的CO_2捕获技术态势分析

运用专利和文献计量法从二氧化碳四类捕获技术(吸收、吸附、低温、薄膜)的数量、所用材料、研究方向及国家技术政策等几个角度进行技术发展态势分析,得出主要结论,CO2捕获技术主要分布在国际专利分类号(IPC)的F部、B部和C部,且吸收、吸附技术为使用最多的技术;未来的研究重点为新型吸收技术,碳纤维复合吸附剂,纳米材料,高透过率、高选择性、高稳定性的膜材料,化学循环燃烧等领域;美国有关该技术的研究处于领先地位;我国应加大对各种捕获技术的研发力度,拓展融资渠道,完善CCS技术相关政策,推动该技术的发展。

新型聚离子液体的制备及其捕获CO_2性能研究

CO2的捕获和封存是当前关注的重要问题。采用自由基聚合制备了一种新型聚离子液体,聚四亚乙基五胺丙烯酸盐(PTEPAA),并对其捕获CO2性能进行了研究。结果表明,PTEPAA捕获CO2具有捕获容量高、速度快、高度可逆的特点,在低温捕获的CO2可以在高温下有效解吸,捕获/解吸过程可以重复进行,PTEPAA可再生。每个捕获/解吸循环,每克PTEPAA可以分离大约0.24克CO2。PTEPAA作为一种新型固态CO2捕获材料,在烟气及燃气脱碳领域表现出良好的应用潜力。

应对二氧化碳浓度上升问题的研究:CO_2的捕获、储存与利用

为了缓解日益严重的CO2浓度升高导致的温室效应等环境问题,针对各国CO2过量排放与温室效应逐渐加剧的现状,讨论传统CO2减排方法与CO2的捕获、储存与利用(CCSU)的优缺点和优势互补,论述针对大型CO2排放点的减排措施——CCSU的必要性。对CCSU进行系统的介绍和认识,并对CCSU所包含的各种捕获技术、储存技术以及利用技术的特点进行对比和分析,论述其适用范围、地域和经济因素。结合国外一些现有的应用CO2的先进技术和经验,对CO2的捕获与利用的联用作出分析和展望。尤其是CO2的化工利用具有广阔的研发和发展前景,CO2EOR(CO2提高采收率技术)在技术和经济上具有实际应用意义。为新型环保型能源体系的建设提供参考。

天然气联合循环电厂CO_2捕获整体性能及成本敏感性分析

为研究天然气联合循环(NGCC)电厂引入燃烧后CO_2捕获系统后电厂整体性能及成本,利用整合环境控制模型(IECM)模拟了一乙醇胺(MEA)吸收剂的燃烧后CO_2捕获NGCC(NGCC+CC)电厂运行情景,其中以无CO_2捕获的NGCC电厂作为参考,同时和等发电量的燃烧后CO_2捕获燃煤电厂(PC+CC)进行对比.为研究NGCC+CC电厂的电力均化成本(LCOE)、CO_2捕获成本及吸收剂再生能耗等关键指标,对各指标的主要影响因子进行了敏感性分析,以优化CO_2捕获系统的运行参数.研究结果表明:MEA吸收剂的燃烧后CO_2捕获系统会降低NGCC电厂的整体效率,效率损失为6.92%,从而导致LCOE升高,从896元/MWh增长至1 020元/MWh,而PC+CC电厂的效率损失为4%.NGCC电厂容量因子和天然气价格是LCOE的主要敏感因素,尤其是天然气价格.NGCC+CC电厂的CO_2捕获成本主要受电厂容量因子、天然气价格及CO_2去除率等影响.吸收剂再生能耗则与吸收剂浓度、蒸汽热含量、贫液负荷、气液比及热电效率等相关.

一种聚离子液体的制备与捕获CO_2性能

以二亚乙基三胺丙烯酸盐离子液体单体为原料,制备了一种聚离子液体——聚二亚乙基三胺丙烯酸盐(PDETAA),并对其捕获CO2性能进行了研究。当温度低于70℃时,PDETAA捕获CO2具有捕获容量高、速度快等特点,在低温捕获的CO2可以在高温下有效解吸,捕获/解吸过程可以重复进行,PDETAA可再生。每个捕获/解吸循环,每克PDETAA可以分离大约0.36g CO2。PDETAA作为一种新型固态CO2捕获材料,在燃气和烟气脱碳领域表现出较大的应用潜力。

上天为害 入地为宝——浅议CO_2捕获技术与资源化利用

全世界每年向大气中排放的CO_2总量接近300亿吨,地球仿佛捂在一口锅里,温度逐渐升高,就形成"温室效应"。CO_2是气候变化乃至造成严重自然灾害的"罪魁祸首",上天为害;但CO_2具有两面性,用于油田开发上则"入地为宝"。如何趋利避害,充分发挥CO_2的有利作用。美国在80年代就尝试用CO_2驱油,近年来大庆油田、胜利油田,濮阳油田在应用CO_2驱油方面取得了重大突破,初步实现了规模化应用。随着CO_2驱油技术被越来越多的科技工作者和石油工程技术人员认同。CO_2捕获技术日臻成熟,捕获成本不断下降,从发展趋势看,碳封存极有可能成为未来跨国石油公司获取利润的重要手段。

多孔树脂负载离子液体作为固体吸附剂用于CO_2的捕获

通过亲核加成和离子交换,制备出一种新型含醚键侧链的氨基酸离子液体1-乙氧基乙氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸盐([EOEOEmim][Gly]),使用IR和1H NMR确定产物结构。采用湿法浸渍-蒸发法将[EOEOEmim][Gly]负载于三种聚苯乙烯多孔树脂(D101、DM301、CAD-40)中,制成固体吸附剂。常温常压下,对三种固体吸附剂的CO_2捕获性能进行研究。研究结果表明,相比于[EOEOEmim][Gly],三种固体吸附剂的CO_2饱和捕获时间显著缩短,CO_2饱和捕获容量升高,5次吸附/解吸附循环吸附量不降低,说明含醚键侧链的氨基酸离子液体负载型固体吸附剂在CO_2捕获领域具有良好的应用前景。