煤制气装置尾气碳捕集工艺研究及优化

目前,随着CO2等温室气体的大量排放,“温室效应”导致的地球气候变暖越来越引起世界各国的关注,如何“节能减排”、“低碳环保”也成为国内外学术界关注的热点.将工业废气中的CO2捕集液化后作为CO2-EOR驱油的气源,不仅具有可观的经济效益,还将带来巨大的环保贡献.本文将针对煤制气装置排放的尾气,在传统的低温分馏工艺基础上进行研究,提出优化工艺技术,降低装置能耗,为CO2-EOR驱油提供稳定的气源.     

复杂气体泡沫体系性能评价及驱油试验研究

胜利油田胜利电厂烟道气CO2捕集纯化后,还有大量复杂气体(组成为91%的N2、5%的O2、3.3%的CO2及其他成分气体),利用成本低廉的复杂气体应用于高温高盐油藏及聚合物驱后进一步提高采收率研究具有重要意义。本文研究了复杂气体不同含量时DP-4泡沫剂的起泡体积和半衰期变化情况,确定了以CNS:B4=6:4进行复配为最终复杂气体泡沫体系,并对该泡沫剂体系性能进行了评价,模拟研究了复杂气体泡沫体系在油藏条件下的驱油效率。     

煤化工产业与二氧化碳地质封存

CO2在地下深部封存可有效减少燃烧化石燃料产生的温室气体向大气层的排放。然而,现在碳捕集成本高、能耗大,在CO2捕集与封存(CCS)链条中碳捕集成本占60%,成为实施CCS的瓶颈。煤化工厂排放高浓度CO2可能为中国实现全链条的CCS提供早期的机会。目前经过国家发改委批准的煤化工企业排放的高浓度CO2总量已达亿吨规模,如果这些企业能够实现CO2封存,对于中国减少温室气体排放将具有重要意义。中国的沉积盆地拥有适合CO2地质封存的储盖层组合,其中有些油田适合利用CO2驱油来提高石油采收率(EOR),高浓度CO2排放源靠近封存场地将有效减少运输成本和工程操作的复杂性。高浓度CO2气源与EOR或深部咸水层封存的耦合将给中国提供在全球率先实现碳捕集、利用与封存(CCUS)的机会。     

中国首个百万吨级碳捕集利用与封存项目启动

正中国石化7月5日宣布,将在齐鲁石化、胜利油田建设我国首个百万吨级碳捕集、利用与封存项目,年底投产后将成为我国最大全产业链示范基地。此次启动建设的项目,由齐鲁石化二氧化碳捕集和胜利油田二氧化碳驱油与封存两部分组成。齐鲁石化捕集提供二氧化碳运送至胜利油田进行驱油封存,实现了二氧化碳捕集、驱油与封存一体化应用,把二氧化碳封在地下,把油驱出来。     

煤制油气和化工产品CO_2的不同减排方式成本分析

煤制油气和化工产品生产过程会排放大量高浓度CO2气体,成为制约煤转化技术发展的主要瓶颈之一。CO2捕集、封存与利用被认为是煤制油气和化工产品CO2减排的有效措施。采用排放因子法,分析了煤直接液化、煤间接液化、煤制天然气和煤制烯烃等典型项目CO2排放特征,并设定碳捕集后封存至咸水层、碳捕集后用来驱油和征收碳税三种碳减排方式,对比了三种方式下CO2的减排成本。结果表明:吨CO2排放征收碳税大于300元时,煤化工低温甲醇洗单元产生的CO2封存至咸水层技术具有竞争力;吨CO2排放征收碳税大于50元时,选择捕集后驱油会节约成本。     

低油价条件下CCUS的经济适用性评价

目前用于油田驱油的CO_2气源主要来自于天然气藏和碳捕集。其中,碳捕集驱油的投入成本较高,且由于煤化工企业与油田距离相对较远,运输成本也较高。通过对CO_2捕集成本、运输成本、驱油成本、增油效益等方面的分析评价,建立了一种CO_2捕集驱油的经济评价方法,并以此评价低油价条件下CO_2捕集、利用和封存(CCUS)技术的经济适用性。同时,以南京化学工业有限公司工业尾气回收所得CO_2用于苏北油田驱油为例,对苏北油田工业尾气CO_2驱油技术开展了经济性评价。     

水泥窑尾烟气CO2变压吸附捕集技术的应用与实践

通过窑尾CO2变压吸附捕集与利用的成套装置,将窑尾烟气CO2提纯到40％后,巧妙搭载在飞灰水洗水泥窑协同处置技术系统中,用于飞灰水洗液硬度降控和pH调节,低成本利用窑尾烟气CO2.同时结合前期装置运行中出现的问题,进行技术优化改进,建成变温吸附(TSA)+变压吸附(PSA)的碳捕集装置一套,该装置CO2吸附速率可达到1...     

燃煤电厂烟气中二氧化碳的减排技术

由于CO2等温室气体引发的温室效应对全球生态环境和社会经济发展造成了显著影响,使得CO2减排受到了国际社会的密切关注。文章针对CO2的集中排放源,介绍燃煤电厂烟气中CO2减排技术路线和目前国际上常用的CO2捕集分离技术,最后分析和展望CO2捕集分离技术的发展前景。     

CO2捕集的研究现状及钙基吸收剂的应用

温室气体CO2是当今世界环境恶化的主要原因之一,近年来针对CO2的捕集技术也相继被研究.磷石膏是湿法冶炼磷酸的副产物,具有产量大、微辐射性等特点,严重危害自然环境和人类健康.本文阐述二氧化碳捕集与封存(CCS)以及燃烧后捕集的三大方法的具体技术原理与特点,着重分析利用钙基吸收剂捕集CO2的技术特点和优势,提出CO2捕集技术的探索方向并指出利用磷石膏分解渣作钙基吸收剂矿化捕集CO2的思路.当前对CO2捕集的研究多停留在吸收剂捕集方面,单纯吸收剂虽吸收效果较好,但其成本较高.磷石膏分解渣作钙基吸收剂不仅有着良好的捕集效果,且解决了成本问题,实现了"以废制废"的思路.     

美国开发低成本可重复利用材料可望用于电厂捕集CO2

美国Georgia技术研究院研究人员开发了一种新的低成本材料,可用于从燃煤电厂和其他温室气体发生源的烟气中捕集CO2。这种新材料采用简单的一步法工艺生产,对CO2有很高的吸附能力,并且可重复使用多次。     

二氧化碳捕集技术及应用分析

分析了CO2捕集技术及现状。CO2捕集是CCS的关键技术单元之一,针对不同的CO2气源,国内外研究开发了多种技术。许多CO2捕集技术已经工业化,其中燃烧后烟气中CO2的捕集技术主要是以一乙醇胺(MEA)为基础的胺法;燃烧前的CO2捕集技术主要应用于IGCC电厂,一般需要对煤气中CO进行部分变换,变换后脱碳可采用成熟技术,如Selexol(NHD)等。富氧燃烧则是在中试成功的基础上,进行更大规模的工业示范。国内外大型煤制油化工项目主要采用低温甲醇洗脱除CO2,如果设置CO2产品塔,则可以获得体积分数98%以上的CO2。天然气脱碳主要采用MDEA技术。另外还有低温法、PSA、膜分离等CO2捕集技术及化学链燃烧等一些正在研发的技术。     

石灰石和白云石高温循环脱除CO2过程分析

在N2气氛和高浓度CO2气氛两种典型锻烧气氛下,对石灰石和白云石在循环煅烧/碳酸化捕集CO2过程中的主要系统参数包括长周期循环碳酸化转化率、平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉能量需求进行了实验研究和计算分析.结果表明,吸收剂补充流率和吸收剂循环流率对平均碳酸化转化率、CO2捕集效率和煅烧炉所需能量具有直接影响.在...     

高硫型煤常压固定床气化炉内固硫效果研究 (Ⅱ)铁对固硫的作用

以硫铁矿为实验原料研究了煤气化过程白云石／石灰石／氧化铁的固硫特性，并重点研究了铁一钙复合固硫剂的固硫效果。发现钙基固硫剂有催化和固硫两种作用，低温下催化硫铁矿分解，高温下则以固硫为主。氧化铁是一种良好的辅助团硫剂，铁一钙复合团硫剂能明显提高固硫率。CO2抑制固硫且改变灰渣的物相组成，并用XRD对结果进行了验证。     

生物质制甲醇系统CO2捕集过程的设计模拟及技术经济性分析

通过ASPEN PLUS过程系统建模模拟，设计了生物质制甲醇系统中CO2的捕集工艺流程，并分析了其技术经济性能，研究了不同CO2捕集率的成本及其对生物质制甲醇能耗、水耗的影响。结果表明，捕集率为85%时生物质制甲醇系统CO2捕集封存较佳，单位捕集量的成本最低，有效能耗为453 MJ/t、水耗为193 kg/t、成本为135元/t，远低于直接从大气中捕集CO2。虽然这将使生物质制甲醇的生产成本增加154元/t，但当CO2减排补贴价格为40~50元/t时，则可抵消该部分成本增量。     

离子液体水溶液-气体水合物对CO2的双捕获工艺

设计了以离子液体[APMIM]Br水溶液吸收-生成水合物捕获CO2工艺流程,并利用CO2在该离子水溶液中的溶解度数据和在其中生成CO2水合物的相平衡实验数据进行物料衡算. 考察了水含量、压力和液气流量比对气体吸收-水合物生成的CO2双重捕获效果的影响,对比了气体水合物与离子液体水溶液捕获CO2的能力. 结果表明,在较高压力和水含量条件下,水合物捕获CO2的效应强于离子液体溶液;较低压力下离子液体溶液吸收CO2起主要作用. 与纯水合物法相比,双捕获工艺具有一定优势,且突破了单纯水合物脱碳的压力和CO2含量要求高的局限性. 当原料气中CO2低于65%(j)时,系统的脱碳效率低于40%,对于CO2含量较低的气体,其CO2的脱除性能回归至单纯离子液体溶液体系.     

NO removal performance of CO in carbonation stage of calcium looping for CO2 capture

Calcium looping realizes CO2 capture via the cyclic calcination/carbonation of CaO.The combustion of fuel supplies energy for the calciner.It is unavoidable that some unburned char in the calciner flows into the carbonator,generating CO due to the hypoxic atmosphere in the carbonator.CO can reduce NO in the flue gases from coal-fired power plants.In this work,NO removal performance of CO in the carbonation stage of calcium looping for CO2 capture was investigated in a bubbling fluidized bed reactor.The effects of carbonation temperature,CO concentration,CO2 capture,type of CaO,number of CO2 capture cycles and presence of char on NO removal by CO in carbonation stage of calcium looping were discussed.CaO possesses an efficient catalytic effect on NO removal by CO.High temperature and high CO concen-tration lead to high NO removal efficiency of CO in the presence of CaO.Taking account of better NO removal and CO2 capture,the optimal carbonation temperature is 650 ℃.The carbonation of CaO reduces the catalytic activity of CaO for NO removal by CO due to the formation of CaCO3.Besides,the catalytic performance of CaO on NO removal by CO gradually decreases with the number of CO2 capture cycles.This is because the sintering of CaO leads to the fusion of CaO grains and blockage of pores in CaO,hin-dering the diffusion of NO and CO.The high CaO content and porous structure of calcium-based sorbents are beneficial for NO removal by CO.The presence of char promotes NO removal by CO in the carbonator.CO2/NO removal efficiencies can reach above 90％.The efficient simultaneous NO and CO2 removal by CO and CaO in the carbonation step of the calcium looping seems promising.     

工业尾气变压吸附提纯一氧化碳中试

Using pressure swing adsorption （PSA） technology to purify carbon monoxide （CO） discharged from industrial gases is a high-efficiency and economical method. In this article, a four-bed PSA experiment for CO purification was improved and optimized, in which a set of 120 m^3·h^-1 pilot-scale PSA device was developed to purify CO from industrial tail gases, a set of control systems suitable for industry production was developed, and the influences of the operating parameters on CO purification were investigated. The experimental results indicated that the pilot-scale PSA device could produce qualified product gas and get high CO recovery ratio under optimized conditions. The research may provide reliable fundamental data, for industrial scale utilization of CO, from industrial tail gases, and have strong market competitive power and a broad promoted application prospect.     

The latest development on amine functionalized solid adsorbents for post-combustion CO2 capture:Analysis review

Global warming and associated global climate change have led to serious efforts towards reducing CO2 emissions through the CO2 capture from the major emission sources.CO2 capture using the amine func-tionalized adsorbents is regard as a direct and effective way to reducing CO2 emissions due to their large CO2 adsorption amount,excellent CO2 adsorption selectivity and lower energy requirements for adsor-bent regeneration.Moreover,large number of achievements on the amine functionalized solid adsorbent have been recorded for the enhanced CO2 capture in the past few years.In view of this,we review and analyze the recent advances in amine functionalized solid adsorbents prepared with different supporting materials including mesoporous silica,zeolite,porous carbon materials,metal organic frameworks(MOF)and other composite porous materials.In addition,amine functionalized solid adsorbents derived from waste resources are also reviewed because of the large number demand for cost-effective carbon dioxide adsorbents and the processing needs of waste resources.Considering the importance of the stability of the adsorbent in practical applications,advanced research in the capture cycle stability has also been summarized and analyzed.Finally,we summarize the review and offer the recommendations for the development of amine-based solid adsorbents for carbon dioxide capture.     

煤化工行业CO_2的排放及减排分析

简述了CO2减排研究现状,分析了我国煤化工行业煤焦化和煤气化过程中CO2排放问题,估算了未来我国煤化工行业的CO2排放量,提出CO2减排对策:CO2转化固化、CO2工业循环利用和CO2埋存等。指出采用地下埋存的方法是目前减少CO2排放的唯一有效途径,根据我国煤化工行业分布特点,分析了CO2埋存技术在煤化工行业应用的区位优势。并对CO2埋存技术在中国应用前景进行了比较,指出了CO2强化煤层气开采技术的开发更具意义。