|
低成本捕集：二氧化碳利用第一关 |
2009-05-08 |
|
碳捕集和埋存技术（CCS）可以将原本被排放到大气中90%的二氧化碳安全地捕集并埋存于地下，已被公认为大规模开发低碳能源和可持续使用化石燃料的关键。CCS也因此成为当今各国研究的热点。在近日召开的第十届中国科协年会上，专家们指出，二氧化碳捕集技术约占CCS总成本的80%。要推动我国二氧化碳减排工作，关键是要开发具有我国自主知识产权、经济高效的二氧化碳捕集与封存技术，着重解决二氧化碳捕集封存的高能耗和高成本问题。
碳捕集开始起步
目前国内外分离二氧化碳主要有变压吸附法、溶剂吸收法、膜分离法和低温分离法等。清华大学化工系教授陈健认为，我国碳捕集的技术还处于起步阶段。二氧化碳捕集法只是大量用于二氧化碳纯度高、比较容易捕集的炼油、合成氨、制氢、天然气净化等工业过程，但是钢铁厂和电厂排放的烟道气流量很大，占二氧化碳排放量的40%～50%，而二氧化碳浓度为15%左右，体系复杂，因而分离设备体系庞大，能耗高。
目前仅仅二氧化碳的捕集成本就在60美元/吨左右，只有大幅度降低成本，才有可能实施碳捕集和封存。因此，急需开发新溶剂、创制适用于大型分离设备的新型塔内件。只有做好二氧化碳工业废气的净化和回收，开发低成本的二氧化碳捕集技术，才能为精细化工和功能新材料提供原料。 tujian.org
变压吸附成本较高
变压吸附法主要用于合成氨等化工行业，因为二氧化碳的浓度比较高。西南化工研究设计院是国内最早开发成功变压吸附分离技术的单位，该技术已在国内外石油化工系统得到广泛应用，曾两次获得国家科技进步一等奖，但是变压吸附法用于电厂、水泥厂等烟道气中二氧化碳浓度较低的装置中，成本就比较高。
溶剂法尚待完善
目前溶剂吸收法占据二氧化碳捕集70%的市场，美国、德国已经有使用巴斯夫、陶氏的溶剂实现碳捕集的装置。但传统的溶剂吸收法能量消耗高，费用也高。中国科学院过程工程研究所研究员张锁江认为，二氧化碳吸收捕集技术需要离子液体等新的溶剂，其研究团队已经研发出难挥发、稳定性好的离子液体，而且已经把这种离子液体的成本从1万元/吨降低到每吨几百元。由于离子液体有空隙，二氧化碳在这种离子液体中也有很高的溶解度，新的离子液体已经能够达到1mol离子液体吸收1mol二氧化碳，这种溶解度已经超过工业化的乙醇胺。
美国科学家指出，现在已有的溶剂吸收技术不适合广泛使用，因为吸收液的价格较为昂贵，所以他们更看好固体吸收剂。美国研究人员2008年4月宣布开发了可从燃煤电厂和其他温室气体发生源捕集二氧化碳的低成本固体新材料，克服了许多固体吸收剂吸收率低、广泛应用之后不稳定的缺点。新材料采用简单的一步法化学过程生产，具有较高的吸收二氧化碳能力，且可使用多次，在极端的温度下也显示出较好的稳定性。 内容来自中华人民共和国图鉴社
膜分离受到关注
膜分离技术具有投资少、能耗低、设备紧凑、维修方便等优点，作为二氧化碳捕集技术受到普遍关注。张锁江说，我国在膜分离法捕集二氧化碳技术上已经取得了一定进展。大连化学物理研究所研制的二氧化碳膜分离装置，已经能够实现低品位天然气中的二氧化碳捕集。日前，这套装置在中石油海南福山油田开车成功，并顺利通过验收正式投产，成为国内第一套膜分离法捕集二氧化碳装置。
在欧洲，挪威科技大学化学工程系开发的二氧化碳过滤膜，将实现低成本从烟气中捕集二氧化碳，现正计划在4座大型电厂进行中型规模试验。专家们认为，虽然膜分离法具有装置简单、操作方便、能耗较低等优点，是当今世界上发展较迅速的一项二氧化碳捕集技术，但是，膜分离法的缺点是很难得到高纯度的二氧化碳。为了得到高纯度的二氧化碳，它必须与溶剂吸收法结合起来，前者用于粗分离，后者做精分离，工艺极其复杂。
二氧化碳低温制冷捕集技术目前成本还比较高，据悉，美国埃克森美孚石油公司将采用其制冷技术，投资1亿美元研发能够降低二氧化碳捕获和储藏成本的技术，此项试验将于2009年开始，预计持续10年以上。
示范工程令人鼓舞 tujian.org
我国是世界上最大的煤炭消费国。根据国家发展与改革委员会的统计数据，我国主要能源中煤所占比重为69%，而这些煤主要是用于电厂发电。以前，世界范围内只有美国、加拿大、澳大利亚等发达国家掌握部分燃煤电厂二氧化碳捕集与处理技术，并建设了相应的示范工程。有专家透露，国家科技部已经拿出6000万元用于碳捕集和埋存技术的研究。
令人欣慰的是，7月16日我国首个燃煤电厂二氧化碳捕集示范工程——华能北京热电厂二氧化碳捕集示范工程正式建成投产，并成功捕集出纯度为99．99％的二氧化碳。这标志着二氧化碳气体减排技术首次在我国燃煤发电领域得到应用。经过紧张施工、调试、试生产，目前二氧化碳回收率大于85％，年可回收二氧化碳3000吨。
|
|
|
| |
|
|
