1、CO2減排技術(shù),2111105039 王佳敏,Page 2,目錄,燃燒前CO2分離技術(shù),01,捕獲分離CO2技術(shù),02,CO2的礦石碳化和工業(yè)利用技術(shù),04,05,捕獲封存技術(shù)(CCS),03,Page 3,燃燒前CO2分離技術(shù),燃燒前CO2分離技術(shù)主要是指在燃料燃燒前,將碳從燃料中分離出去,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(yīng)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,Page 5,目錄,燃燒前CO2分離技術(shù),01,捕獲分離CO2技術(shù),02,CO2的礦石碳化和工業(yè)利用技術(shù),04,05,捕獲封存技術(shù)(CCS),03,捕獲

2、分離CO2技術(shù),吸收法,吸附法,富氧燃燒法,膜分離法,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的捕獲分離。 化學吸收法是指二氧化碳與吸收劑進行化學反應(yīng)而形成一種弱聯(lián)結(jié)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的分離回收,吸收法,吸附分離技術(shù)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分離，接著通過變溫或變壓的解吸方法完成吸附-脫附循

3、環(huán)操作的技術(shù)。 固體吸附分離是基于氣體與吸附劑表面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(yīng)用中較多使用的是變壓吸附分離技術(shù)。,吸附法,Page 9,吸附法,通過吸附劑在一定條件下對CO2進行選擇性吸附，再將CO2解析分離的方法。常用的吸附劑有活性炭、沸石、硅膠、分子篩等。 按照改變的條件，吸附法又可分為：變電吸附(ESA)、變壓吸附(PSA)、變溫吸附(TSA)等。,圖2 變壓吸附法工藝流程圖,Page 10,該技術(shù)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

4、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3 oxyfuel技術(shù)工藝流程圖,Page 12,低溫分離法是在31和7.39MPa下,或在1223和1.592.38 MPa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,從而達到分離的目的。此方法優(yōu)點是CO2分離效率和純度都很高,不過由于多次壓縮等原因,此方法的能耗非常高。,低溫分餾法,Page 13,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從鍋爐尾部煙氣中分離出來的

5、方法。 其最大優(yōu)點在于投資少，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。工業(yè)上常見的分離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發(fā)展，膜分離技術(shù)將不斷完善，成為CO2的捕獲分離的又一重要手段。,膜分離法,Page 14,目錄,燃燒前CO2分離技術(shù),01,捕獲分離CO2技術(shù),02,CO2的礦石碳化和工業(yè)利用技術(shù),04,05,捕獲封存技術(shù)(CCS),03,Page 15,捕獲封存技術(shù)(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、分離提純,在二氧化碳排放源頭利用一定技術(shù)分離出純凈的二氧化碳； 2、

6、運輸,將分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(gòu)造或海洋。,Page 16,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,部分與礦物慢慢發(fā)生反應(yīng),形成碳酸鹽,實現(xiàn)二氧化碳的永久埋存。,枯竭油氣藏 二氧化碳溶解于剩余油或水中,或者獨立滯留在孔隙中?？萁哂蜌獠卦诼翊娑趸嫉耐瑫r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,Page 17,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

7、,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15000 m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解和被驅(qū)散；二是使用垂直的管線將二氧化碳注入到30000m深度,由于二氧化碳的密度比海水大,二氧化碳不能溶解,只能沉入海底,形成二氧化碳液體湖,二氧化碳埋存場所選擇,Page 18,目錄,燃燒前CO2分離技術(shù),01,捕獲分離CO2技術(shù),02,CO2的礦石碳化和工業(yè)利用技術(shù),04,05,捕獲封存技術(shù)(CCS),03,CO2的礦石碳化和工業(yè)利用技術(shù),礦石碳化是利用化學反應(yīng)將CO2轉(zhuǎn)化為固體無機碳酸鹽。工業(yè)利用是直接或者以生產(chǎn)各種含碳化