煙氣碳捕集的案例
CCUS前沿研究-中國礦業(yè)大學(xué)陸詩建團隊：國能錦界電廠15萬噸/年二氧化碳捕集凈化項目研究與設(shè)計經(jīng)驗
根據(jù)功能，生產(chǎn)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(tǒng)流程圖
系統(tǒng)工藝為：凈煙氣從脫硫吸收塔出口經(jīng)堿洗預(yù)處理后，進(jìn)入捕集裝置進(jìn)行CO2回收處理。采用復(fù)合胺吸收劑吸收煙氣中的CO2。煙氣從塔底進(jìn)入吸收塔，與吸收液在塔內(nèi)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(jìn)行冷卻。這樣做是為了降低反應(yīng)熱量，提高捕集效率與吸收負(fù)載。CO2吸收后，5%-10%的富液經(jīng)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(jìn)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(chǎn)物CO2氣體，進(jìn)入后續(xù)壓縮過程。CO2在螺桿式壓縮機中增壓至2.5MPa（g）后進(jìn)入低溫液化裝置，液化后進(jìn)入650 m3的球罐中進(jìn)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(jìn)行補液。
項目占地76 m×67 m，2021年6月正式投運，是當(dāng)前中國國內(nèi)已投運的最大規(guī)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(jié)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(guī)模最大的煙氣碳捕集項目。本項目的目標(biāo)是建設(shè)國內(nèi)首個燃燒后CO2捕集與咸水層封存示范工程，優(yōu)化燃燒后CO2捕集與咸水層封存整個工藝體系，掌握關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)燃煤發(fā)電。該工廠幾乎零排放。
展開 深度！國內(nèi)外CCUS發(fā)展歷程與現(xiàn)狀
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(qū)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(qū)進(jìn)行驅(qū)油利用。中國科學(xué)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(yè)示范裝置。
CCUS碳捕集-二氧化碳捕集技術(shù)匯總
CCS（carbon capture and storage）即二氧化碳的捕集和封存技術(shù)，是將CO2從電廠等工業(yè)或其他排放源分離，經(jīng)富集、壓縮并運輸?shù)教囟ǖ攸c，注入儲層封存以實現(xiàn)被捕集的CO2與大氣長期分離的技術(shù)。在此技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出CCUS。
碳捕集、利用與封存技術(shù)（CCUS，Carbon Capture，Utilization and Storage）是將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運輸、長期封存三個環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，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(yè)利用方式。與CCS相比，CCUS可以將二氧化碳資源化，能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，更具有現(xiàn)實操作性。
簡單來說，CCUS技術(shù)即為將二氧化碳捕集起來，然后繼續(xù)再利用或者封存起來的技術(shù)。那么，二氧化碳的捕集技術(shù)有哪些呢？
1、化學(xué)吸收法
化學(xué)吸收法是指化學(xué)溶劑通過與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對二氧化碳進(jìn)行吸收，當(dāng)外部條件如溫度發(fā)生或壓力改變時，使得反應(yīng)逆向進(jìn)行，從而達(dá)到二氧化碳的解析及吸收劑的循環(huán)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(jīng)引風(fēng)機從底部進(jìn)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(nèi)接觸后發(fā)生反應(yīng)。
展開 CCUS技術(shù)與設(shè)計：應(yīng)用燃煤電廠萬噸級碳捕集工程設(shè)計與運行
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(biāo)態(tài)、濕基、實際氧）,同時應(yīng)根據(jù)入口煙氣中CO2質(zhì)量濃度的變化及時調(diào)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(yōu)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(yīng)生成的銨基甲酸鹽等中間產(chǎn)物分解不徹底,貧液的酸氣負(fù)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(dǎo)致貧液出口溫度增加,吸收塔進(jìn)液溫度相應(yīng)提高,反而抑制了吸收反應(yīng)。本碳捕集裝置在再生溫度為109.5 ℃時碳捕集效率最高,產(chǎn)量較大,但同時再生蒸汽耗量也較大。
展開 
國內(nèi)外CCUS項目解讀
10、華能石洞口電廠捕集示范項目
坐標(biāo)：上海 捕碳規(guī)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(chǎn)品，初期以循環(huán)利用、總量控制作為主要的處理方式，最終實現(xiàn)二氧化碳的封存，為我國溫室氣體減排作出貢獻(xiàn)。
首次提出了雙吸收塔布置的碳捕集工藝，提高了系統(tǒng)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(tǒng)創(chuàng)新概念，能耗較低；提出了帶自循環(huán)和激冷的噴淋脫碳系統(tǒng)，降低了建設(shè)和運行成本，得到燃煤電廠煙氣碳捕集系統(tǒng)優(yōu)化運行和控制能耗的規(guī)律，最終形成了完整的工藝設(shè)計軟件包，成功應(yīng)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(biāo)：安徽 捕碳規(guī)模：5萬噸/年
安徽海螺集團在世界水泥行業(yè)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(huán)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(xué)聯(lián)合研發(fā)，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(zhì)后，到達(dá)吸收塔內(nèi)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(yè)級純度和99.99%食品級純度的二氧化碳產(chǎn)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(biāo)：浙江 捕碳規(guī)模：5萬噸/年
中國海油麗水36-1氣田開發(fā)的實踐經(jīng)驗,針對高含碳、儲量小、產(chǎn)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(yè)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)行了研究。
展開 碳捕集：現(xiàn)狀展望
SXHK CCS
碳捕集是解決全球溫室氣體水平的一個重要手段，碳捕集將在企業(yè)、國家和世界的脫碳計劃中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但我們在實施方面的進(jìn)展如何？
為了了解目前的情況，作者采訪了幾位同事，并從他們各自的專業(yè)領(lǐng)域（技術(shù)、所有權(quán)和許可）研究了此事。
具體來說，作者與來自工程和環(huán)境咨詢公司POWER Engineers（POWER）的四位專家進(jìn)行了交談。
電力公司環(huán)境部門的部門經(jīng)理Tom Rolfson在包括發(fā)電在內(nèi)的多個行業(yè)擁有多年的許可經(jīng)驗。
空氣質(zhì)量監(jiān)管和許可專家Steven Babler最近評估了碳捕集項目的監(jiān)管影響。Dwight Cole是POWER發(fā)電部門項目管理副總裁，專門從事脫碳解決方案。
John Lagomarsino，也是POWER發(fā)電部門的高級項目經(jīng)理，為碳捕集技術(shù)的戰(zhàn)略選擇和項目開發(fā)提供技術(shù)咨詢。
技術(shù)、法規(guī)、經(jīng)濟和勞動力可用性都是碳捕集狀況的因素。這些專家的多重視角將描繪出一幅更清晰的畫面，并最終回答這個問題：碳捕集是怎么回事？
01
技術(shù)
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碳捕集技術(shù)的現(xiàn)狀和已知問題是什么？
Dwight Cole：碳捕集是石化行業(yè)中的一個已知過程，因此它并不是新的。然而，新的是它在捕集天然氣燃燒廢氣中的CO2排放方面的用途，以及在其他行業(yè)（如波特蘭（Portland）水泥）中的用途。
目前采用的技術(shù)是胺洗滌（下圖），該技術(shù)用于數(shù)十家發(fā)電廠和工業(yè)工廠。
展開 碳捕集與封存(CCS)是如何工作的？
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燃燒后捕集
燃燒后捕集技術(shù)來自煤炭或天然氣發(fā)電廠或生產(chǎn)混凝土和鋼鐵等材料的工廠的煙囪排放物（稱為煙道氣）。它是目前美國采用的主要碳捕集方法，包括在中西部捕集乙醇工廠排放的項目。工業(yè)流程占全球碳排放量的24%。
一旦煙氣被捕集，CO2就會從氣體的其他成分中分離出來，然后投入新的用途或儲存起來。
麻省理工學(xué)院能源計劃的研究工程師Howard Herzog（被譽為CCS之父的學(xué)者）說：“你可以使用不同的燃燒后捕集技術(shù)。
最成熟和商業(yè)上可行的方法是使用胺類化學(xué)物質(zhì)從煙道氣中吸收CO2。胺在較低溫度下與CO2結(jié)合，然后在加熱時再次釋放，產(chǎn)生較純的CO2。”
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直接空氣捕集
對于外行人來說，“碳捕集”這個詞可能會讓人聯(lián)想到一個巨大的空氣過濾器之類的東西。確實存在這樣的技術(shù)，2021年通過的《基礎(chǔ)設(shè)施投資和就業(yè)法》為一系列測試站點提供資金支持。
但專家表示，到目前為止，直接空氣捕集的成本太高，而且對于它可以捕集的CO2量來說，相對使用的能源太多。
在高濃度CO2的來源上，碳捕集效率更高，例如乙醇生產(chǎn)過程中釋放的氣體，幾乎完全是CO2。水泥生產(chǎn)釋放出的氣體，其中CO2含量約為 15%。
相比之下，大氣中的CO2含量約為 0.04%，因此必須處理超過1000噸的普通空氣才能捕集一噸CO2。
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它被捕集了，然后怎么辦？
一旦CO2被捕集和分離，CO2就會被加壓成液態(tài)，這樣它就可以通過管道輸送到可以使用或封存的地方。
展開 碳捕集技術(shù)的創(chuàng)新是否滯后？
碳捕集和封存
碳捕集和封存（CCS）是指一系列可以通過減少CO
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排放來對抗大氣中CO
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水平的技術(shù)。這些技術(shù)在燃燒化石燃料產(chǎn)生的CO
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釋放到大氣中之前將其捕集。然后將捕集的CO
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壓縮并運輸?shù)椒獯娴攸c，例如地質(zhì)構(gòu)造、空出的石油或天然氣儲層。
CCS也可稱為CCUS（碳捕集、利用和封存），其中捕集的CO
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用于某些下游目的，如提高石油采收率（EOR）或用于生產(chǎn)化學(xué)品。
根據(jù)國際能源暑的數(shù)據(jù)，2022年全球CO
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排放量減少了4500萬噸，主要是碳捕集、利用和封存。根據(jù)項目開發(fā)商的公告，預(yù)計到2030年，這一數(shù)字將上升至2.2億噸CO
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。然而，即使所有計劃項目都得到了實施，這也遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到2030年凈零情景下的要求。圖2用黃色條顯示了這一重大的預(yù)測缺口。
展開 簡述三個比較新穎的CCUS碳捕集技術(shù)
最近看到兩個CCUS方面的技術(shù)應(yīng)用，主要都是碳捕集方面的，獲得了大筆融資。還有一個是過去我研究過的技術(shù)方向。
1
碳的化學(xué)吸收與解吸
這個技術(shù)是通過化學(xué)洗滌吸收實現(xiàn)二氧化碳的吸收和解析，然后實現(xiàn)再利用。
通過化學(xué)洗滌塔實現(xiàn)碳捕集的工藝流程通常包括以下兩個步驟。
首先是吸收。將經(jīng)過預(yù)處理的二氧化碳含量較高的煙氣引入化學(xué)洗滌塔中。在塔中，煙氣與一種烷醇胺類的兩相吸收劑接觸，實現(xiàn)二氧化碳的吸收。處理后的煙氣排放進(jìn)入大氣中。
然后是解吸。吸收后的富液被轉(zhuǎn)移到解吸塔中，吸收劑中的二氧化碳通過升高溫度或降低壓力等方式被解吸出來，最終得到高純度的二氧化碳。
吸收和解吸過程不斷循環(huán)，使二氧化碳的捕集和釋放循環(huán)進(jìn)行。
在許多工業(yè)領(lǐng)域，如石化、鋼鐵、水泥等，都可以使用這種方法來減少二氧化碳的排放。
這個技術(shù)的核心應(yīng)該是在于吸收解析藥劑和填料。
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建材固化
這個技術(shù)是將二氧化碳固化到建筑材料當(dāng)中。
有個公司開發(fā)了“二氧化碳礦化利用”技術(shù)，該技術(shù)包括了兩個方面。
一方面是在原料獲取和生產(chǎn)階段，以工業(yè)副產(chǎn)品粉煤灰、高爐渣粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥。
另一方面，是用二氧化碳礦化養(yǎng)護(hù)工藝，取代傳統(tǒng)的高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝。
看下面的概念示意圖，應(yīng)該是在黃色的裝置中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程中二氧化碳與混凝土進(jìn)行反應(yīng)，將二氧化碳“固定”到了混凝土砌塊當(dāng)中。
據(jù)報道，采用這項技術(shù)每生產(chǎn)1000千克產(chǎn)品都可以避免產(chǎn)生108.12千克二氧化碳的排放。
隨著碳市場擴項，水泥等行業(yè)納入碳市場，這些技術(shù)就會凸顯出價值。
3
微藻技術(shù)
微藻通過吸收二氧化碳、水和陽光來生長，同時產(chǎn)生氧氣和碳水化合物。
微藻技術(shù)在發(fā)展之初主要還不是針對固碳，主要關(guān)注三個方向。
展開 碳捕集、利用與封存(CCUS)價值鏈研究
如下述全球碳捕集與封存研究院2021年的研究所示，隨著CO2濃度的降低，能耗以及設(shè)備大小均會增加。盡管CO2分離技術(shù)在各類化學(xué)工藝中應(yīng)用了數(shù)十年，但低濃度煙氣凈化仍然是一項成本高、無利可圖的投資，即使主要研究在努力減少投資成本與能耗。
捕集和凈化是CO2價值鏈中成本最高的一步。全球碳捕集與封存研究院的研究表明，若以使用壽命30年計算，每吉焦煤炭成本為2.1美元，每吉焦天然氣則是4.2美元，這意味著上述15%到20%碳捕集成本來自能源本身。能源至關(guān)重要，其價格在2022年初上漲了三倍，從根本上改變了碳捕集和封存的經(jīng)濟效益。
一些大規(guī)模工業(yè)流程是碳捕集的理想場景，因為煙氣CO2濃度高且凈化成本低。盡管捕捉成本更低，仍鮮有這樣的碳源被開發(fā)利用。
圖2 碳捕集與凈化成本(上)不同工藝流程中的CO2濃度(下) 圖源/MAN Energy Solutions
碳捕集
捕集CO2的方法可分為三類：燃燒后捕集、富氧燃燒捕集和燃燒前捕集。
1.燃燒后捕集
燃燒后捕集技術(shù)在燃燒后將CO2從煙氣中分離。具有CO2高親和力的選擇性化學(xué)溶劑，例如胺，最適用于CO2低分壓的煙氣，絕大多數(shù)現(xiàn)有工業(yè)排放可采用該技術(shù)捕集。胺吸收是一項成熟技術(shù)，改造過程通常不會影響現(xiàn)有工藝，也無需大量的技術(shù)變更。這也是Aker Carbon Capture公司的建議，采用CO2壓縮加熱胺的模塊化裝置。胺吸收有良好的應(yīng)用記錄，多個大型工業(yè)裝置正在運行，包括2016年SaskPower Boundary Dam項目，2017年P(guān)etra Nova, Texas項目，2021年HeidelbergCement, Brevik項目。胺吸收技術(shù)的劣勢在于溶劑再生需要額外多達(dá)20%至30%能耗。
展開 2022年中國碳捕集、利用與封存（CCUS）行業(yè)洞察報告
技術(shù)環(huán)境：我國CCUS研發(fā)能力不斷突破，但部分關(guān)鍵技術(shù)與國際先進(jìn)水平仍存在一定差距
隨著國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃等支持不斷，我國在CCUS各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)不斷突破，其中，碳捕集環(huán)節(jié)的燃燒前物理吸收法、碳利用環(huán)節(jié)的鈾礦地浸開采技術(shù)等已處于商業(yè)應(yīng)用階段。與此同時，我國仍存在CCUS相關(guān)設(shè)施數(shù)量較少、項目規(guī)模較小等短板，部分關(guān)鍵技術(shù)落后于國際先進(jìn)水平。根據(jù)《二氧化碳捕集、封存與利用技術(shù)應(yīng)用狀況》數(shù)據(jù)，中國已建成投產(chǎn)、在建及擬建的碳捕集與封存設(shè)施數(shù)量占全球總量的7.7%，占比遠(yuǎn)低于美國的50.8%。賽迪顧問數(shù)據(jù)顯示，2021年我國捕集規(guī)模在30萬噸/年以下的CCUS項目數(shù)量占比達(dá)88.9%，捕集規(guī)模超過60萬噸/年的項目僅占3.7%，而美國CCUS單項年均碳捕集規(guī)模約241.4萬噸/年。
發(fā)展現(xiàn)狀
生態(tài)結(jié)構(gòu)：按照產(chǎn)業(yè)流程，CCUS主要由碳排放、碳捕集、碳運輸、碳利用與封存等環(huán)節(jié)組成
碳排放主要分為煤化工、制氫等高濃度排放和石油化工、煉鋼、燃煤、燃?xì)獾戎械蜐舛扰欧拧?em>碳捕集、碳利用與封存是CCUS三大重點環(huán)節(jié)，下文將詳細(xì)闡述。碳運輸主要分為罐車運輸、船舶運輸和管道運輸?shù)取Ｆ渲校捃囘\輸和船舶運輸已達(dá)到商業(yè)應(yīng)用階段，海底管道運輸則仍處于研究階段。
（1）碳捕集：既是CCUS的首要環(huán)節(jié)，也是CCUS流程中成本主要來源。碳捕集主要從工業(yè)廢氣和大氣中捕獲，CO2濃度越高，捕集成本越低。按碳捕集與燃燒的先后順序可將碳捕集技術(shù)分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒捕集。燃燒前捕集成本相對較低、效率較高，但適用性不高；燃燒后捕集雖應(yīng)用較廣，但相對能耗和成本更高；富氧燃燒對操作環(huán)境要求高，目前仍處于示范階段。
展開 
全球碳捕集與封存研究院：CCUS樞紐建設(shè)的優(yōu)缺點
Carbon Peak and Carbon Neutrality
引言
作為“雙碳戰(zhàn)略”重要組成部分的CCUS為政府和工業(yè)界提供了重要的機會。近年來，幾十個新的CCUS項目處于正在建設(shè)或規(guī)劃中，越來越多的國家提供了成熟的政策支持。據(jù)全球碳捕集與封存研究院（Global CCS Institute）研究成果顯示，一個有效的政策解決方案是支持CCUS網(wǎng)絡(luò)和樞紐的形成。在此環(huán)境下，排放者、監(jiān)管機構(gòu)和CCUS樞紐開發(fā)人員合作，建立共享的基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，并在一個新的工業(yè)價值鏈中開發(fā)實際可行的商業(yè)模式。隨著這些CCUS樞紐的發(fā)展，正在把越來越多的CCUS項目變成一個可擴展的現(xiàn)實。
展開 深度解析：碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)工藝及其適用性
該技術(shù)發(fā)展相對成熟，中國華能集團有限公司、國家能源集團在該領(lǐng)域處于領(lǐng)跑地位，已建成數(shù)套10×10?t級捕集裝置。煉化等企業(yè)已開展了中低濃度CO?的捕集研究和試驗，但因技術(shù)、經(jīng)濟原因，捕集利用受限。目前大慶石化、吉林石化正在開展100×10?t低濃度、低成本（低于220元/t）CO?捕集技術(shù)攻關(guān)和工業(yè)裝置建設(shè)。
富氧燃燒捕集技術(shù)是利用高純度的O?代替空氣，與化石燃料以及燃燒后返回的部分高濃度CO?一起進(jìn)入燃燒室燃燒，生成以水蒸氣、CO?、SO?、NOx和顆粒物為主的煙氣，顆粒物和SO?可分別通過傳統(tǒng)的靜電除塵器和煙氣脫硫方法去除，剩余煙氣中的CO?濃度很高，體積分?jǐn)?shù)一般為80%～98%，易于捕集。富氧燃燒捕集技術(shù)具有相對成本低、易于現(xiàn)有機組改造、煙氣中沒有氮氧化合物等優(yōu)勢，被認(rèn)為是最有可能大規(guī)模推廣和商業(yè)應(yīng)用的CO?捕集技術(shù)之一。然而，使用空氣分離設(shè)備制備O?的時候會消耗大量能量，造成成本上升，并且煙氣中的SO?會加劇系統(tǒng)腐蝕問題。國內(nèi)的華中科技大學(xué)、神華國華電力研究院相繼開展了富氧燃燒煙氣壓縮凈化工藝探索。
相較而言，燃燒后捕集技術(shù)具有較高的選擇性和捕集率，且該技術(shù)中國與發(fā)達(dá)國家間差距不大，是目前應(yīng)用較為廣泛且成熟的捕集技術(shù)。根據(jù)不同碳捕捉技術(shù)的特性可以看出，燃燒前捕集和富氧燃燒需要合適的材料和操作環(huán)境來滿足高溫要求，這兩種技術(shù)的研究與開發(fā)和示范性項目較少。
待碳捕集完成后還需進(jìn)行CO?的分離，目前最先進(jìn)且被廣泛采用的方法是化學(xué)吸收、物理分離、膜分離法等。
展開 碳捕集技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
碳儲存（Storage）：
如果二氧化碳無法有效利用，它可以被安全地儲存起來，以防止其進(jìn)入大氣并導(dǎo)致氣候變化。碳儲存通常通過將二氧化碳?xì)怏w注入地下儲存層來實現(xiàn)，例如地下鹽水層、油氣田或巖石地層。這些地下儲存層可以安全地封存和儲存大量的二氧化碳?xì)怏w，以減少其對大氣的排放。
02
碳捕集的分類
1. 燃煤電廠碳捕集：
燃煤電廠是二氧化碳排放的主要來源之一。為了減少排放并捕集二氧化碳，一種常見的技術(shù)是使用煤氣化過程，將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料，然后進(jìn)行碳捕集和分離。這些捕集到的二氧化碳可以進(jìn)一步進(jìn)行利用或儲存，以減少對大氣的排放。
2. 鋼鐵工業(yè)碳捕集：
鋼鐵工業(yè)也是一個重要的碳排放行業(yè)。碳捕集技術(shù)可以應(yīng)用于煉鐵過程中的高爐和轉(zhuǎn)爐等設(shè)備，以捕集和分離產(chǎn)生的二氧化碳。通過使用吸附劑或化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)，二氧化碳可以從高爐煤氣或爐底氣中分離出來，從而減少鋼鐵工業(yè)的碳排放。
3. 水泥工業(yè)碳捕集：
水泥生產(chǎn)過程也會產(chǎn)生大量的二氧化碳排放。碳捕集技術(shù)可以應(yīng)用于水泥廠中的煅燒過程，以捕集和回收煅燒排放的二氧化碳。通過在煅燒爐中添加碳捕集劑或采用其他化學(xué)反應(yīng)方法，可以將二氧化碳從煙氣中分離出來，并進(jìn)行后續(xù)處理。
4. 生物質(zhì)能源碳捕集：
生物質(zhì)能源，如木材和植物廢料，也可以通過燃燒產(chǎn)生二氧化碳排放。
展開 CCUS專項工程介紹和相關(guān)信息丨國內(nèi)外CCUS項目解讀：分布圖、應(yīng)用場景及成本介紹
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全國碳捕集項目分布圖及項目介紹
下面這張地圖匯總了我國碳捕集項目數(shù)量，及地區(qū)分布情況，來自《中國科技信息》雜志，但是并不全面。我在這張圖的基礎(chǔ)上，增加了2022年最新開工的CCUS項目及運行情況。如捕集規(guī)模、技術(shù)特點等。
1、垃圾發(fā)電煙氣碳捕集項目
坐標(biāo)：浙江 捕碳效率：95%以上
該碳捕集工藝系統(tǒng)，以高效填料吸收塔和解吸塔為核心處理單元，通過優(yōu)化工藝設(shè)計和設(shè)備布局，實現(xiàn)了煙氣系統(tǒng)、有機胺吸收液循環(huán)系統(tǒng)、冷卻換熱系統(tǒng)、蒸汽及疏水系統(tǒng)的高效集成，大幅減少系統(tǒng)占地面積。
同時，配套采用自主研發(fā)的煙氣碳捕集工藝高精度自動控制系統(tǒng)，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(xiàn)碳捕集裝置各項運行參數(shù)的精細(xì)化控制和成本控制，大大提高了碳捕集裝置的經(jīng)濟性、穩(wěn)定性和適用性。
運行結(jié)果顯示，在垃圾焚燒煙氣CO?含量8%左右條件下，系統(tǒng)CO?捕集效率可達(dá)95%以上，各指標(biāo)均達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。
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