新型钙基吸收剂捕集CO_2和脱除焦油的研究

基于溶胶-凝胶法开发出一种新型CaO基吸收剂(Ca-Al-Fe),考查了其焦油脱除及捕集CO_2的性能。结果表明:Ca-Al-Fe吸收剂的主要成分为CaO、Ca_(12)Al_(14)O_(33)、Fe_2O_3;Ca-Al-Fe吸收剂可在麦秆热解中捕集CO_2和减少焦油类物质的析出;与普通CaO相比,Ca-Al-Fe吸收剂循环捕集CO_2的性能显著提高;经过20个循环碳酸化-煅烧反应,Ca-Al-Fe的CO_2吸收量和CaO转化率降低较小,分别由0.42mg/mg、84%降低到0.34 mg/mg、67%,同时Ca-Al-Fe的机械强度显著提高;与已有研究相比,新型吸收剂在循环碳酸化性能方面具有优势。     

太阳能-碳捕集机组热经济学分析及生命周期评价

碳捕集和封存是实现电力低碳化发展的关键所在,建立太阳能辅助碳捕集系统与燃煤机组的耦合系统,构建耦合系统的热经济学优化模型,研究碳捕集机组的热经济性。构建碳捕集机组的生命周期评价体系,研究燃煤机组和碳捕集机组建设、运行、退役等各阶段的CO_2排放特性,对比分析其对环境的影响特性。结果表明:脱碳率为85%,吸收剂质量分数为30%时,解吸能耗为4.5 GJ/tCO_2,碳捕集机组优化前后的热效率分别为38.2%和39.3%。燃煤机组电厂运行阶段碳排放量所占比重约为99.4%,电厂建造、煤炭运输及电厂退役等阶段排放的CO_2比重约为0.6%。碳捕集系统建造、运行和退役增加的CO_2排放量为56.314 t/h,占耦合系统全生命周期排放总量的58.01%,减排率约为52.65%。碳捕集机组和太阳能辅助碳捕集机组中CO_2的排放由原燃煤机组的3.63×10~(-5)标准当量降低为1.72×10~(-5)和0.98×10~(-5)标准当量。燃煤机组、碳捕集机组和太阳能辅助碳捕集机组中,酸化对环境的贡献分别为1.5×10~(-6)标准当量和1.9×10~(-6)和1.0×10~(-6)标准当量,固体废弃物对环境的贡献分别为2.76×10~(-5)标准当量和3.52×10~(-5)和1.97×10~(-5)标准当量。     

钙基吸收剂脱碳的模型建立及参数研究

针对天然气联合循环(NGCC)电厂烟气CO_2脱除问题,对钙基吸收剂循环煅烧与碳酸化CO_2脱除法进行了研究.利用Matlab建立数学模型,并分析了碳酸化反应温度、碳酸化塔床料量、循环吸收剂摩尔流量以及补充吸收剂摩尔流量对CO_2捕集率的影响.结果表明:由于NGCC电厂烟气中CO_2摩尔分数较低,为达到90%CO_2捕集率(rcc),其碳酸化反应温度应为594℃,明显低于燃煤电厂的碳酸化反应温度(650℃);随着循环次数的增加,吸收剂的吸收能力明显下降;在补充吸收剂摩尔流量(F_0)一定时,r_(cc)随着单位发电量碳酸化塔床料量(W_(CaO))和循环吸收剂摩尔流量(F_R)的增加先大幅增加,后趋于稳定;在W_(CaO)一定时,rcc随着F_0和F_R的增加而增加,但当F_R增加到一定值时,碳酸化塔中床料量不足,使得进入其中的CaO颗粒转化率未全部达到最大平均转化率X_(ave),r_(cc)反而下降.     

基于技术经济学的氨水脱碳工艺参数影响分析

为了合理评价氨水脱碳工艺与燃煤电厂集成后的运行性能,基于脱碳系统仿真模型和燃煤电厂变工况模型,利用技术经济学方法建立了脱碳机组评价体系.考察了CO_2捕集系统主要参数(氨水质量分数、贫液CO_2负荷、吸收塔入口温度、再生塔压力、氨气逃逸率和CO_2捕集率)对机组运行性能的影响,选取了氨水脱碳系统可行运行参数.结果表明:氨水质量分数为11%、贫液负荷为0.36以及吸收塔入口温度为15℃为该系统可行运行参数,此时脱碳机组相对于优化前发电效率提升了0.712 7%,发电煤耗降低了6.959 4g/(kW·h),发电成本降低了0.011元/(kW·h),脱碳成本降低了16.756 3元/t.     

能源技术研发

正科学家研究CO_2转化为煤炭的技术Energy Daily,2019-02-27研究人员利用液态金属将CO_2转化回固态煤炭,这是世界首创的突破,它可以改变我们的碳捕获和储存方法。由澳大利亚墨尔本皇家理工大学(RMIT)领导的研究小组开发出一种新技术,它可以有效地将CO_2从气体转化为固体碳颗粒。该研究发表在《自然通讯》杂志上,它是一种可安全和永久地从大气中清除温室气体的替代途径。目前用于碳捕获和储存的技术主要是将CO_2压缩成液体形式,再     

天然气水合物新型联动开发系统可行性研究

天然气水合物是天然气(主要成分甲烷)和水在极地、高原冻土带环境和深水地层内的高压、低温环境中形成的一种类似"冰笼"状的固体化合物,属于一种具有替代传统燃料的巨大资源潜力的新型、高效清洁能源。目前已形成了降压法、热激发法、CO_2置换法等一系列天然气水合物开发技术,但出于技术性或经济性考虑,单独使用某一开发技术难以实现对天然气水合物的持续、稳定、经济开发。提出了天然气水合物新型联动开发系统,以降压法为基础,充分利用热电厂的高温流体和分布式热源进行热激发,同时将电厂捕集的CO_2注入海底,采用"降压-热激发-CO_2置换"联合法,提高海底天然气水合物的开采效率。新型联动开发系统主要实现热量循环系统、CO_2-CH_4碳循环系统和流体循环系统等三大循环系统。可行性分析结果表明,由于电厂余热提供的热能满足注热功率的最低要求,并且注入的CO_2可进一步提高CH_4产气率,因此新型联动开发系统在技术上可行;由于采用充分利用电厂余热的热流体激发法,因此新型联动开发系统在经济上可行;由于可促进电厂对CO_2的捕集,并利用CO_2取代CH_4水合物的自发转化优势将CO_2稳定封存于海底,相当于实现了电厂碳的"零排放",因此新型联动开发系统在环保方面也具有可行性。     

化学链重整联合CO2捕集制氢系统热力学分析

化学链重整是一种新型的合成气制备技术,为提高化学链重整气中H_2含量,捕集CO_2,提出化学链重整联合CO_2捕集制氢系统。采用Aspen Plus对化学链重整过程进行模拟,结果表明:化学链重整气组成模拟值较好地吻合实验值。对所提出的系统进行热力学分析,以H_2产率和CO_2捕捉率为系统性能评定指标,得到反应优化条件:吸收反应温度为600~620℃,CaO/CH_4、蒸汽/CH_4、H_2O/CH_4、NiO/CH_4物质的量之比分别为:0.8、0.25、0.3、1.4,所得产品气中H_2含量为91.13%(高于化学链重整气中H_2含量64.12%),H_2产率为1.96,CO_2捕集率达到95.44%。     

富氧燃烧CO_2压缩纯化试验研究

以富氧燃烧碳捕集技术为基础,开展CO_2压缩纯化技术研究,搭建了300t/a CO_2压缩试验平台,在该平台上开展各种体积分数CO_2的压缩试验,寻找最佳运行参数.结果表明:当CO_2体积分数为80%时,液化温度为-30℃、压力为3.0 MPa是最优的液化条件,在该条件下CO_2液化率较高(81.86%),液体CO_2消耗电功最低为1 273kJ/kg,液体CO_2纯度大于99%;该平台可协同脱除NOx和SO_2等污染物.     

太阳能CaO高温储热辅助CO_2捕集燃煤发电系统

借助CaO作为高温储能介质,可将塔式太阳能集热器系统与燃煤发电系统集成,提高太阳能热发电效率的同时实现烟气中的CO_2捕集。以1000 MW超超临界机组和10 MW塔式太阳能集热器系统为例,构建基于CaO高温储热的塔式太阳集热器辅助CO_2捕集的燃煤发电系统。基于Aspen Plus软件对系统的热力性能进行模拟,模拟结果表明,10 MW塔式太阳能集热器系统发电效率可达40.5%,较单一的太阳能热发电效率(25%)高出15.5%,且可减少等效CO_2排放15.5 t/h,具有较大的技术优势。     

地方炼化产业CO_2排放及回收利用

随着经济的发展,炼化产业CO_2排放量日益增加,根据国家节能减排规划,企业节能、减排、增效的要求,对东营市部分炼化产业进行调研,并基于调查结果,分析炼油企业CO_2的排放情况,根据部分企业炼化过程中甲醇制氢技术得到的CO_2的利用情况可以发现CO_2在炼化方面的重要作用,促进企业的节能减排工作,明确CO_2的运输、捕集和封存,根据实际情况选择运输CO_2的最优方案,为其他有关企业在节约能量和减少污染方面提出建议,使企业在环境和经济方面的效益得到提升。     

燃煤化学链燃烧技术的研究进展

燃煤化学链燃烧技术在实现煤炭高效利用的同时有效降低了CO_2的捕集能耗,是当前具有发展前景的第二代碳捕集技术。现有的研究主要从宏观层面评价燃煤化学链燃烧系统的反应性能,而从"结构与反应性"的角度进行综合评价的研究很少。围绕煤、载氧体和反应器三大系统核心,分析了煤种及其附属产物(煤灰、硫和氮)对燃煤化学链燃烧系统反应性能的影响;基于现有的载氧体开发类型及提高煤气化速率的载氧体改性方法,提出廉价、高效载氧体的规模化制备是未来载氧体研发的重点和难点;探讨了各种类型反应器的结构对煤、载氧体颗粒混合和反应的影响,指出反应器开发过程中存在的主要问题及未来的发展方向。     

双接触液柱塔氨水吸收二氧化碳实验研究

对双接触式液柱塔的脱碳传质进行相关的实验研究。利用双接触式液柱塔开展氨水捕集CO_2的实验研究。研究了氨水浓度、入口CO_2浓度、烟气流量因素对脱除效率和单位体积吸收速率的影响。实验研究表明:随着氨水浓度的增大,CO_2的脱除效率和单位体积吸收速率都增大;增大CO_2入口浓度和烟气流量,CO_2的脱除效率都呈下降趋势,但其单位体积吸收速率升高。氨水浓度和烟气流量越大,反应达到平衡的时间就越短,但氨水浓度和烟气流量达到一定值时,氨水浓度和烟气流量对反应达到平衡的时间影响很小;CO_2入口浓度对反应达到平衡的时间的影响不大。     

基于SOFC-GT-ST的双塔解吸CO2捕集工艺模拟研究

设计并验证了一种新型固体氧化物燃料电池、燃气轮机和蒸汽轮机(SOFC-GT-ST)联合循环动力系统,采用了阳极排气和后燃烧室排气两个再循环回路,研究了气体再循环对系统性能的影响,并对系统发电效率进行优化;针对烟气处理工段设计了闪蒸塔和再生塔结合的双塔解吸CO₂捕集工艺,并改进了MDEA溶液补充水的方式,优化了多处余热利用,使用Aspen Plus软件建立了系统模型,研究了贫液温度、烟气温度、贫液流量、吸收塔压力和解吸塔压力等对CO₂捕集率的影响。结果表明：阳极排气再循环比最优值为0.28,燃烧室排气再循环比最优值为0.36,CO₂的捕集率可达90.82%,碳捕集能耗为3.78 GJ/t。     

电石渣流态化捕集燃煤电站烟气中CO2特性

在鼓泡流化床反应器上研究了电石渣煅烧得到CaO(CaO-电石渣)流态化捕集CO_2性能,利用离子反应模型分析循环反应过程中碳酸化动力学特性。结果表明:CaO-电石渣在流态化条件下具有优于由石灰石煅烧得到的CaO(CaO-石灰石)的CO_2捕集性能;随循环次数增加,CaO-电石渣化学反应控制阶段化学反应速率常数k、最终碳酸化转化率X_u以及快速反应阶段持续时间t均减小,但衰减速率逐渐放缓。动力学分析结果表明,CaO-电石渣虽然碳酸化速率低于CaO-石灰石,但是化学反应控制阶段持续时间高于CaO-石灰石,5次循环后,CaO-电石渣X_u大于CaO-石灰石。CaO-电石渣流态化条件下循环碳酸化性能优于CaO-石灰石,是一种具有良好应用前景的钙循环法CO_2吸收剂。     

浅谈煤炭富氧燃烧减排的技术发展

大量使用矿物燃料所造成的地球温室效应现象越来越严重。近年来,火力发电领域CO_2的捕集、压缩液化及封存技术的研究与工程师范等已成为至关重要的任务。富氧燃烧减排技术是一种既能直接捕集高浓度CO_2,又可以综合控制燃煤污染物排放的新一代洁净煤发电技术。它又被称为O_2/CO_2燃烧技术,或者空气分离/烟气再循环技术。目前,国内外把它作为一种具有发展潜力的碳减排技术研究对象之一。未来将会加快对其研究步伐,围绕富氧燃烧锅炉本体、燃烧器技术、空分系统合理配置和动态调节特性、烟气净化技术来进行钻研。     

美国得克萨斯州氢生产设备捕集封存CO_2突破100×10~4t

<正>ENECO,2014,47(8):66在总统气候行动计划发表1周年之际,美国能源部公布,位于得克萨斯州阿瑟港的气体产品与化学品公司氢生产设施捕集封存的CO2突破100×104t。该设施是美国能源部支持的工业排放源碳捕集封存(ICCS)项目,这项目技术已经可用于商业化规模运行。采用真空旋转吸附新技术,从商业规模的水蒸气甲烷重整装置生成的气流中,捕集90%以上的CO2,减少了CO2排放。捕集的CO2注入附近枯竭的West Hastings油田。该设备不仅封存了CO2,还可用于提高原油采收率(EOR)。这是美国能源部支持的项目,迄今已合计捕集、安全封存约750×104t的CO2(相当于超过150万     

钙基吸附剂循环捕获CO_2反应动力学研究

在CO_2的减排技术中,钙基吸附剂循环捕集CO_2由于具有原材料来源广泛、吸附容积大等优点受到越来越多的关注,但钙基吸附剂在循环反应过程中活性会不断衰减。以2种天然前躯体(白云石、石灰石)和3种人工前躯体(葡萄糖酸钙、柠檬酸钙、乙酸钙)制备Ca O吸附剂,对循环曲线进行动力学分析。研究发现以白云石为前驱体制备的吸附剂反应速率较快、循环转化率最高、稳定性好,拟合100次循环后转化率仍高达40%。     

碳捕集与封存

正碳捕集与封存(简称CCS)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)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。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。CCS技术可以分为捕集、运输以及封存三个步骤,商业化的二氧化碳捕集已经运营了一段时间,技术已发展得较为成熟,而二氧化碳封存技术各国还在进行大规模的实验。二氧化碳的捕集方式主要有三种:燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。燃烧前捕集主要运用于IGCC(整体煤气化联     

固体氧化物电解池共电解H_2O-CO_2的发展与应用研究

以CO_2和H_2O为电解原料的共电解技术既可以发挥固体氧化物电解池(SOEC)的优势,又可以捕集、利用CO_2,将其转变为合成气(CO+H_2),实现碳在CO_2和合成气之间的中性循环,对环境保护有着重要的意义。共电解技术还能实现能源的高效存储以及可再生能源向液体碳氢燃料的转变,在未来能源系统中将会扮演重要角色。文章对SOEC共电解技术的基本原理、材料、研究历程和各国的研究现状等方面进行分析和介绍,特别对共电解技术在能源领域的系统化应用研究做了总结,并对其在能源系统的应用做了展望。     

捕集二氧化碳的希望之路

工业革命导致以CO_2为主要成分的温室气体排放量逐年上升。论述了对CO_2的控制方法,除传统的吸附方法外,着重讨论了利用纳米材料、藻类、木炭三种新型的捕集CO_2的方法,以此降低温室效应的危害。