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发明专利:燃煤电厂烟气CO2捕集及利用技术

发布: 2008-12-26 13:32 |  作者: londsky |  来源: 西安热工研究院有限公司 |  查看: 970次

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火力发电是排放二氧化碳的最大行业。火力发电厂燃烧化石燃料后排放的二氧化碳占全球燃烧同种燃料排放量的30%。因此,排放二氧化碳最多的燃煤电厂成为最具潜力实施二氧化碳捕集的行业。

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西安热工研究院有限公司经过多年的研究,成功开发了燃煤电厂烟气CO2捕集与处理技术。

0v x"q(t%]1s H0 中国电厂化学网i:k;I1Ud.@8T:C

该技术针对燃煤电厂烟气中CO2浓度低、O2含量和粉尘浓度高等特点,采用化学吸收法进行CO2的捕集。在低温条件下用化学溶剂吸收烟气中的CO2;溶液加热时,CO2从化学溶剂中解析出来,得到高浓度的CO2,溶液循环使用。中国电厂化学网 @(P!|eBb^:z$S a

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该技术已经申请了国家发明专利(申请号:200810018343.5),并应用于我国首个燃煤电厂CO2捕集装置——华能北京热电厂3000~5000t/a CO2捕集示范装置。中国电厂化学网7k$Y7E/U0K]K!fh

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技术特色与优势

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i^VdBW-r_0采用化学吸收法进行燃烧后CO2捕集,具有吸收速度快、吸收能力强、处理量大、回收CO2纯度高等优点;中国电厂化学网@%|oH2N

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设置烟气预处理系统,脱除烟气脱硫后携带的粉尘、水等杂质,同时使用抗氧化剂和缓蚀剂,吸收剂消耗低,设备腐蚀小;

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CO2捕集工艺采用贫富液换热器、CO2冷却器等多级换热,热量综合利用,系统能耗低;

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f*DEH^UP0采用尾气洗涤、气液分离等系统,充分回收尾气中的胺溶液,并保持整个捕集系统的水平衡,胺溶液和水消耗量低。中国电厂化学网~-^p7_;I-Q

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工艺流程中国电厂化学网-w7f6k-m P9GUT~

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烟气CO2捕集系统由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液煮沸器、胺回收加热器、产品气处理系统(包括冷凝器、气液分离器、压缩机)以及系统水平衡维持系统组成。中国电厂化学网L&IW Q$N

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脱硫后的烟道气由引风机送入吸收塔,其中CO2被胺溶液吸收,尾气由塔顶排入大气。吸收CO2后的富液由塔底经泵送入换热器,回收热量后送入再生塔。解吸出的CO2气,经处理后送入精处理系统。经过压缩加压、除湿、脱硫、制冷等工序,得到最终产品——液态CO2。中国电厂化学网1m%O0hg/HlEp)I)A

RR\k8}&md0Q1n9[0如图所示:

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%f'Jk,h3t8D |8BgE0工程业绩

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华能北京热电有限公司3000~5000 t/a CO2捕集示范装置,为我国第一台工业级的燃煤电厂烟气CO2捕集装置,完成了168运行测试并投入商业运行。

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"A'WxF-NU9xd%z*A0该装置全部采用国产设备,捕集系统捕集到的CO2纯度为99.5%,进一步精制后产出的液体CO2纯度为99.997%,达到国家食品级标准,蒸汽消耗为~3.5 GJ/tCO2,电耗为~250 kW/tCO2,溶液消耗为<1. 5 kg/tCO2,达到了世界先进水平。中国电厂化学网wx[SNUs'O] v

{ ry3m,|q }!z0CO2应用前景

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cS(q3{;hZa x]0CO2 是一种重要的工业气体,CO2及其衍生产品应用广泛、前景广阔。回收的二氧化碳可以广泛用于制造碳酸饮料、烟丝膨化处理、金属保护焊接、合成有机化合物、灭火、制冷等,也可用于强化石油开采(EOR)和强化煤层气开采(ECBM)。中国电厂化学网#g{&~M2G N0X;q

4GeqK g I~@#L0碳酸饮料生产。CO2可用作汽水、啤酒、可乐、碳酸饮料等充气添加剂。目前,我国碳酸饮料的人均年消费量不到5kg,与发达国家和地区相比(如西欧为110kg,美国为150kg)有较大的差距,发展潜力较大。中国电厂化学网:XuR]Ca

k h v W]b0烟丝膨松剂。液体CO2用于烟丝膨化处理,可使每箱香烟节约5%-6%的烟丝,并提高烟丝的质量。我国每年生产香烟2000万箱左右,如10%用CO2膨化处理,则年CO2耗量达60万t,如全部使用CO2膨化处理,则年CO2耗量达600万t,应用前景十分看好。中国电厂化学网&{I"v+e Q5x

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焊接保护气。CO2保护焊是一种高效率、低污染、低成本、省时省力的焊接方法,已经在集装箱、船舶、汽车以及金属结构的焊接中得到应用。我国CO2气体保护焊接仅占全部焊接的5%,发达国家67%,全球平均23%,发展前景十分乐观。

i(k~k2p4I%X0 中国电厂化学网 uS^'X$P:~

强化石油开采(EOR)。通过向油藏注入CO2来提高油田采收率,从世界范围内来看相对比较成熟,且在近年来发展较为迅速。以美国为例,2004年美国国内有71个CO2 EOR项目运行,采用CO2 EOR技术每日生产原油206000桶,占全部原油产量的约4%。我国在利用EOR技术上也有很大潜力。据测算,我国低渗油藏中约有32亿t适合用于CO2 EOR,占全部低渗油藏的50.6%。

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强化煤层气开采(ECBM)。向不宜开采的深煤层中注入CO2,利用CO2在煤体表面的被吸附能力是CH4的2倍的特点来驱替吸附在煤层中的煤层气,可以同时达到提高煤层气的采收率和埋存CO2的目的。

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ps8dZV;? LL9n@0近年来国家重大科研项目的支持中国电厂化学网g2f_1b}z#t

-Q@0lN`;I z0国家十一五“863”项目“二氧化碳的吸收法捕集技术”中国电厂化学网 p JYWf;{P

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中澳国际合作项目“先进能源系统中CO2捕获技术研究”中国电厂化学网K*Xc}(u&?7XF

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中欧碳捕集与封存合作项目(COACH)

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中英煤炭利用近零排放项目(NZEC)

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华能集团公司科技项目“燃煤电厂CO2捕集试验示范装置项目建设”中国电厂化学网G"k0LAY"H0XX@!A

)Ia6dNA"B V0E{"c0华能集团公司科技项目“燃煤电厂CO2捕集试验和运行规律研究”中国电厂化学网0zcS'c9p4E+rb.b

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