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环保:限制二氧化碳排放的六种技术方法

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发表日期:2017-12-29 13:39:00.0

作者: [财友j20558vs]注册时间:2017-07-24 14:02:42

『 普通 』

目前,二氧化碳的排放越来越受到能源和环境领域的关注。限制其在大气的排放量可通过两种方法减少其排放:一、提高能源的利用率,减少煤粉的使用量,从而减少CO2向大气的排放;二、利用技术手段,将尾气中的CO2分离出来,固定之后加以封存或者利用,可减少CO2的排放。

  由于CO2的减排压力日益突出,燃煤电厂作为CO2排放的主要来源,对于其烟气的处理是必不可少的。CO2捕集技术主要有吸收分离法、吸附分离法、低温蒸馏法、化学循环燃烧、膜分离法、水合物等。上海电力(600021)学院能源与机械工程学院王海文等人在汉斯出版社《环境保护前沿》期刊上发表了一篇文章,探讨了各种CO2捕集技术的优缺点与适应场合。

  吸收分离法。吸收分离法是比较成熟的一种CO2捕集方法,根据吸收剂的性质以及工作机理的不同,吸收法可归纳为物理吸收法和化学吸收法两类。两者的相似之处在于通过洗涤烟气脱除CO2。物理吸收法有选择性较低、回收率低的缺点,但其能耗低,溶剂可用闪气再生,应用IGCC等技术烟气中CO2浓度较高的烟气回收时,经济性高、脱碳效果好。化学吸收法技术相对成熟,分离效果好,技术可靠,比较适合燃煤电厂烟气分离实践应用。

  吸附分离法。吸附法是利用吸附剂中活性点对混合气体的各组分有选择性吸收,将CO2从混合其中分离出来。真空吸附、变压吸附、变温吸附是三种不同的吸附方式,变压吸附在实际应用更多一些。由于吸附剂的选择性较低,吸附频率比较高,燃煤电厂应用此方法经济性并不高,逐渐开发研究出良好性能的吸附剂后在燃煤电厂烟气处理应用前景广阔。

  低温蒸馏法。CO2临界温度为30.98℃,临界压力7.375MPa,由其物理性质可以看出易于液化。低温蒸馏法的过程为先将烟气进行多次压缩,冷凝液化CO2,从而达到将CO2从烟气中分离出来。基于低温蒸馏法需要低温条件、烟气CO2体积分数60%以上时回收经济,由于火电厂烟气量大、CO2含量低的原因,该方法在火电厂的应用受到了限制。

  膜分离法。膜分离法是一种就有发展潜力的脱碳方法,利用膜两侧混合气体压差及对混合气体的选择性渗透作用,将CO2气体从混合气体中分离开来。现代技术的研究过程中,研究人员结合聚合体膜高选择性和多孔无机膜的高渗透的特点,发展了多种混合膜,同时具备两种膜的优点。膜分离法同时具备了设备紧凑、高选择性的特点,但混合气中杂质容易堵塞膜微孔,会直接导致吸收性能下降。对于燃煤电厂烟道气来说,杂质较多且CO2含量低,应用膜分离法的经济性比较低。

  水合物。水合物法是一种全新的捕集技术,该技术方法利用混合气体中CO2易生成水合物发生相态转移,从而达到分离CO2的目的。水合物法作为一种全新的分离技术,水合物的形成条件高以及速度慢,仍处于研究开发阶段,在燃煤电厂烟气处理以及IGCC合成气的CO2分离和提浓方面潜力巨大。

  化学燃烧法。采用化学循环燃烧法可有效地提高烟气中CO2的浓度,减小烟气处理量。化学循环燃烧技术还处于机理研究阶段,寻找廉价、环保,稳定性好的载氧剂。燃煤电厂具有良好的应用前景。

  总之,相比较其他方法而言,化学吸收法中吸收液与烟气直接接触,适合低分压CO2,技术可靠,分离效果好,可处理大量烟气,因而化学吸收法适合应用在燃煤电厂烟气处理。化学循环燃烧法和水合物是先进的技术,不仅以低能耗可实现CO2的高浓度富集,而且可以提高能源利用效率,但这两种方法仍处于研究阶段,实际应用比较少。燃煤电厂烟气CO2捕捉技术对我们提出了严峻的挑战,应加大力度自主开发成熟、可靠的CO2捕集技术,形成该领域的特色。

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