文档介绍：CCS 技术简介甘肃省清水县一中李耀军摘要:随着低碳经济的走红,碳捕获与封存( Carbon Capture and Storage ,简 S ) 技术已初现端倪, CCS 技术作为一项存储二氧化碳以减少温室气体排放的环保工程, 得到了世界各国的重视,其前景非常广阔。关键词:碳捕获;碳运输;碳封存碳捕获与封存( Carbon Capture and Storage ,S )是指将大型发电厂、钢铁厂、化工厂等排放源产生的二氧化碳收集起来, 并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。 CCS 技术包括二氧化碳捕获、运输以及封存三个环节,它可以使单位发电碳排放减少 85% — 90% 。关于这项技术的研究可以追溯至 1975 年,当时的美国将二氧化碳注入地下以提高石油开采率, 但将它作为一项存储二氧化碳以减少温室气体排放的环保工程, 则开始于 1989 年的麻省理工大学, 直至近年来, 这项技术得到更多的重视和研究。它被认为是一种可能的减少空气中二氧化碳浓度的方法。目前, 据专家介绍, 从技术层面来说, 应用于碳捕获、运输以及封存的各项技术其实都是已有的、成熟的, 只不过在此前并未应用 S 方向,问题主要存在于现有发电厂的改造以及新建发电厂的技术和资金投入。 1 碳捕获技术二氧化碳的捕获方式主要有三种:燃烧前捕获( bustion )、富氧燃烧( Oxy-bustion )和燃烧后捕获( bustion )。无论哪种捕获方法,简而言之是将燃煤发电厂产生的气体收集起来, 经过脱硫、氮氧化物等等制备后, 将二氧化碳分离并收集起来。表1 S 捕获技术技术特点发展现状工业分离利用工业材料分离固碳, 技术成熟, 但应用有限成熟市场燃烧后分离过程简单,但 CO 2 浓度低,化学吸收剂昂贵技术可行燃烧前分离 CO 2 浓度高,分离容易,但过程复杂,成本较高技术可行富氧燃烧 CO 2 浓度高,但压力较小,步骤较多,供氧成本高示范阶段针对排放的 CO 2 的捕获分离系统主要有 3 类:即燃烧后系统、富氧燃烧系统以及燃烧前系统。燃烧后系统燃烧后捕获与分离主要是烟气中 CO 2与N 2 的分离。化学溶剂吸收法是当前最好的燃烧后 CO 2 收集法, 具有较高的捕集效率和选择性,而能源消耗和收集成本较低。除了化学溶剂吸收法, 还有吸附法、膜分离等方法。化学吸收法是利用碱性溶液与酸性气体之间的可逆化学反应。由于燃煤烟气中不仅含有 CO 2、N 2、O 2和H 2 O, 还含有 SOx 、 NOx 、尘埃、 HCl 、 HF 等污染物。杂质的存在会增加捕获与分离的成本,因此烟气进入吸收塔之前,需要进行预处理, 包括水洗冷却、除水、静电除尘、脱硫与脱硝等。烟气在预处理后,进入吸收塔,吸收塔温度保持在 40~60 ℃, CO 2 被吸收剂吸收,通常用的溶剂是胺吸收剂( 如一乙醇胺 MEA) 。然后烟气进入一个水洗容器以平衡系统中的水分并除去气体中的溶剂液滴与溶剂蒸汽,之后离开吸收塔。吸收了 CO 2 的富溶剂经由热交换器被抽到再生塔的顶端。吸收剂在温度 100~140 ℃和比大气压略高的压力下得到再生。水蒸汽经过凝结器返回再生塔,而 CO 2 离开再生塔。再生碱溶剂通过热交换器和冷却器后被抽运回吸收塔。富氧燃烧系统富氧燃烧系统是用纯氧或富氧代替空气作为化石燃料燃烧