煙氣碳捕集
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-06-02
煙氣碳捕集的實例教程
根據功能，生產工藝過程可分為捕集凈化、壓縮、干燥、液化和儲存單元。圖4顯示了錦界電廠15萬噸/年CO2捕集工程工藝流程圖。
圖4 錦界電廠CO2捕集工程系統流程圖
系統工藝為：凈煙氣從脫硫吸收塔出口經堿洗預處理后，進入捕集裝置進行CO2回收處理。采用復合胺吸收劑吸收煙氣中的CO2。煙氣從塔底進入吸收塔，與吸收液在塔內逆向接觸。在冷卻方面，采用級間冷卻工藝對吸收塔吸收段第二段填料下的半富液進行冷卻。這樣做是為了降低反應熱量，提高捕集效率與吸收負載。CO2吸收后，5%-10%的富液經塔底富液泵加壓后，直接輸送至再生塔頂部，剩余的富貧液換熱器進行熱回收，再輸送至再生塔。解吸后的CO2與水蒸氣分離除去水分，得到純度在99.5%以上(干基)的產物CO2氣體，進入后續壓縮過程。CO2在螺桿式壓縮機中增壓至2.5MPa（g）后進入低溫液化裝置，液化后進入650 m3的球罐中進行儲存。從再生氣體中分離出來的冷凝水被送回地下儲罐，并利用補液泵不斷地為再生塔進行補液。
項目占地76 m×67 m，2021年6月正式投運，是當前中國國內已投運的最大規模煙氣碳捕集工程。
圖5 錦界電廠CO2捕集工程占地三維效果圖
主要結論｜Conclusions
本研究介紹了國能錦界電廠15萬噸 /年煙氣二氧化碳捕集項目的背景信息，該項目是中國目前已建成的規模最大的煙氣碳捕集項目。本項目的目標是建設國內首個燃燒后CO2捕集與咸水層封存示范工程，優化燃燒后CO2捕集與咸水層封存整個工藝體系，掌握關鍵技術，實現燃煤發電。該工廠幾乎零排放。
展開 2017年
北京房山琉璃河水泥廠建成1,000噸/年水泥窯煙氣碳捕集項目。中國石油長慶油田建成5萬噸/年二氧化碳捕集與驅油示范項目，從寧煤甲醇廠捕集二氧化碳，送往陜西定邊姬塬油區進行驅油利用。中國科學院上海高等研究院與山西潞安集團合作，建成全球首套萬方級甲烷二氧化碳自熱重整制合成氣裝置。
2018年
安徽蕪湖白馬山水泥廠建成5萬噸/年水泥窯煙氣碳捕集純化項目。中科院過程所建成離子液體催化二氧化碳制備碳酸二甲酯萬噸級工業示范裝置。
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2與大氣長期分離的技術。在此技術基礎上發展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業設施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產過程加以利用，最終實現有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環節基礎上增加了對二氧化碳利用的環節，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產生經濟效益，更具有現實操作性。
簡單來說，CCUS技術即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續再利用或者封存起來的技術。那么，二氧化碳的捕集技術有哪些呢？
1、化學吸收法
化學吸收法是指化學溶劑通過與CO2發生化學反應，對二氧化碳進行吸收，當外部條件如溫度發生或壓力改變時，使得反應逆向進行，從而達到二氧化碳的解析及吸收劑的循環再生的目的。二氧化碳捕集流程圖如下圖所示：
其基本過程為：煙氣在脫硫、脫硝后，經引風機從底部進入吸收塔，同時吸收液從吸收塔的頂部噴淋而下，煙氣和吸收液在吸收塔內接觸后發生反應。
展開 由圖7和圖8可知,宜將入口煙氣量控制在6 000~7 000 m3/h（標態、濕基、實際氧）,同時應根據入口煙氣中CO2質量濃度的變化及時調整煙氣量。
圖7碳捕集效率隨吸收塔入口煙氣量變化的曲線
Fig.7Carbon capture efficiency varying with the flue gas at the absorption tower inlet
圖8碳捕集量隨吸收塔入口煙氣量變化的曲線
Fig.8Carbon capture capacity varying with the flue gas at the absorption tower inlet
3.4 再生塔運行優化
碳捕集效率和碳捕集量隨再生溫度的變化曲線如圖9—10所示。由圖可知,隨著再生溫度的升高,碳捕集效率和碳捕集量均有先增加后減少的趨勢。這是因為再生溫度過低時,CO2吸收反應生成的銨基甲酸鹽等中間產物分解不徹底,貧液的酸氣負荷較高,吸收余量不大,因此捕集效率和碳捕集量均較低。隨著再生溫度升高,貧液再生效果變好,故碳捕集效率及碳捕集量隨之增大。但再生溫度過高則會導致貧液出口溫度增加,吸收塔進液溫度相應提高,反而抑制了吸收反應。本碳捕集裝置在再生溫度為109.5 ℃時碳捕集效率最高,產量較大,但同時再生蒸汽耗量也較大。
展開 10、華能石洞口電廠捕集示范項目
坐標：上海 捕碳規模：12萬噸/年
華能上海石洞口第二電廠二期項目二氧化碳捕集示范工程的產品，初期以循環利用、總量控制作為主要的處理方式，最終實現二氧化碳的封存，為我國溫室氣體減排作出貢獻。
首次提出了雙吸收塔布置的碳捕集工藝，提高了系統運行的靈活性和可靠性；提出了分級吸收再生煙氣脫碳系統創新概念，能耗較低；提出了帶自循環和激冷的噴淋脫碳系統，降低了建設和運行成本，得到燃煤電廠煙氣碳捕集系統優化運行和控制能耗的規律，最終形成了完整的工藝設計軟件包，成功應用在華能上海石洞口第二電廠二期項目12萬噸/年二氧化碳補集裝置工程示范項目中。
11、安徽海螺集團水泥窯煙氣CO2捕集純化項目
坐標：安徽 捕碳規模：5萬噸/年
安徽海螺集團在世界水泥行業首開先河，建成了萬噸級以上水泥窯煙氣二氧化碳捕集純化環保示范項目，年可回收二氧化碳5萬噸。
這一項目由海螺集團與大連理工大學聯合研發，投資5500余萬元，從2018年10月22日開始運營。在煙氣洗滌塔旁，一條管道連接著兩個大大的金屬球，水泥窯煙氣去除粉塵等雜質后，到達吸收塔內被吸附劑吸收形成富液，再通過加熱析出95%純度的二氧化碳，最后精餾到99.9%工業級純度和99.99%食品級純度的二氧化碳產品，從而完成碳捕捉，控制碳排放。
12、中海油麗水36-1氣田CO2分離項目
坐標：浙江 捕碳規模：5萬噸/年
中國海油麗水36-1氣田開發的實踐經驗,針對高含碳、儲量小、產能低、收益小的邊際氣田,就將二氧化碳"變廢為寶"加工為食品級商業產品的技術進行了研究。
展開 
煙氣碳捕集的最新內容
<p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(34, 34, 34);">2026第四屆上海國際碳捕集技術展覽會暨中國CCUS技術發展論壇</span></p><p class="ql-align-justify">時間：2026年4月13-15日</p><p>地點：上海新國際博覽中心</p><p class="ql-align-justify
撰文 | 張書銘
編輯 | 郭郭
CCUS
針對全球氣候問題，2008年的G8峰會上，八國集團提出，在2020年前后普及CCS技術。CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術，是將CO2從電廠等工業或其他排放源分離，經富集、壓縮并運輸到特定地點，注入儲層封存以實現被捕集的CO2
當前我國絕大部分的大規模煙氣源碳捕集成本在270元/噸以上，在我國已投運的CCUS示范項目中，電力、水泥等行業由于煙氣中CO2濃度較低，捕集難度大，是捕集能耗與減排成本較高的行業。
同時，配套采用自主研發的煙氣碳捕集工藝高精度自動控制系統，不僅提高了二氧化碳吸收效率和運行可靠性，并有利于實現碳捕集裝置各項運行參數的精細化控制和成本控制，大大提高了碳捕集裝置的經濟性、穩定性和適用性。
項目占地76 m×67 m，2021年6月正式投運，是當前中國國內已投運的最大規模煙氣碳捕集工程。
圖5 錦界電廠CO2捕集工程占地三維效果圖
主要結論｜Conclusions
本研究介紹了國能錦界電廠15萬噸 /年煙氣二氧化碳捕集項目的背景信息，該項目是中國目前已建成的規模最大的煙氣碳捕集項目。
CCUS是溫室氣體減排的關鍵技術，其發展對于促進化石能源的高效利用、如期實現“雙碳”目標愿景具有重要意義。目前，我國CCUS仍處于發展早期，部分先進技術尚處于研究階段。未來，隨著政策支持不斷、關鍵技術逐步成熟以及各行業巨大減排需求拉動，我國CCUS將向著低成本、商業化、集群化方向發展，產值規模有望在2050年突破3,000億元。
發展概況
為了對我們的凈零之旅產生突破性影響，我們正在探索一系列下一代技術，以幫助我們實現建筑環境的脫碳。碳捕獲、利用和儲存 (CCUS) 是我們尋找的產品組合中最重要的技術之一。今天介紹的這個技術來自國外，這是在30多個CCUS項目正在進行實踐中，廠家也正在測試的技術將為2030年以后的業務脫碳奠定基礎。
最令人興奮的 CCUS 技術之一被稱為“礦化”
本文選自中國工程院院刊《中國工程科學》2021年第6期
作者：張賢，李陽，馬喬，劉玲娜
來源：我國碳捕集利用與封存技術發展研究[J].中國工程科學,2021,23
（2）隨吸收塔入口煙氣流量增大,碳捕集量增大,但碳捕集效率反而下降,本裝置適宜的煙氣流量為6 000~7 000 m3/h。
（3）隨再生溫度的提高,再生蒸汽耗量、碳捕集量均增加,而碳捕集效率則先升后降,本項目最佳再生溫度為108.5~109.0 ℃。
