炭捕集与存储技术及国际炭贸易进展

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碳捕集 利用和封存技术发展现状及应用展望

碳捕集 利用和封存技术发展现状及应用展望

在吸收剂研发方面,研究者们致力于寻找高效、稳定的吸收剂,以实现二氧化 碳的高效吸收和低能耗分离。例如,氨基甲酸盐、碳酸钾等碱性吸收剂在低浓 度二氧化碳环境下仍能保持较高的吸收效率。此外,一些新型吸收剂如金属有 机骨架(MOFs)材料也展现出了良好的性能。
在吸附剂性能优化方面,活性炭、沸石等吸附剂因具有较高的吸附容量和选择 性能,被广泛应用于二氧化碳的吸附分离。通过改进吸附剂的孔结构、表面性 质等,可进一步提高其吸附性能。此外,研究者们还探索了复合吸附剂、负载 型吸附剂等新型吸附剂体系。
三、碳捕集、利用和封存技术的 应用展望
随着技术的不断进步和成本的逐渐降低,CCUS技术在未来将具有广阔的应用前 景。
1、电力行业:在电力行业中,CCUS技术可以用于提高发电效率并降低温室气 体排放。特别是在燃煤电厂中,CCUS技术可以有效地减少CO2排放。
2、工业部门:工业部门是温室气体排放的重要来源之一。CCUS技术可以用于 处理工业排放的废气,尤其是钢铁、化工、石油等重工业领域。通过使用CCUS 技术,这些企业可以减少对环境的影响并提高其产品的竞争力。
在地质封存方面,研究者们通过评估不同地质构造的封存潜力及安全性,实现 二氧化碳的高效注入和长久封存。例如,利用枯竭油气田或煤层作为封存场所, 可实现大量二氧化碳的长期封存。
在海洋封存方面,研究者们通过研究海洋环境及生物地球化学循环规律,实现 二氧化碳的高效溶解和海底封存。例如,将二氧化碳注入深海底部或海山区域, 可实现二氧化碳的长久封存和海洋环境修复。
在分离工艺改进方面,研究者们致力于开发高效、节能的分离工艺,以满足不 同工业过程的需求。例如,膜分离技术具有设备简单、操作方便等优点,被广 泛应用于二氧化碳的分离过程中。此外,新型分离工艺如化学循环汽化吸收法 主要是将捕获的二氧化碳转化为有价值的化学品或燃料,以实现碳 资源的循环利用。目前,碳利用技术的研究主要集中在光催化、电催化、生物 催化等领域。

碳捕获与储存技术在2024年的应用与发展

碳捕获与储存技术在2024年的应用与发展

碳捕获与储存技术在2024年的应用与发展2024年,随着全球对气候变化的关注度不断增加,碳捕获与储存技术逐渐成为应对气候变化的重要手段。

本文将探讨碳捕获与储存技术在2024年的应用与发展,并对其技术进展、应用领域和未来发展前景进行分析。

一、碳捕获与储存技术的概述碳捕获与储存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)是一种减少温室气体排放的技术,其通过捕获二氧化碳(CO2)等温室气体、将其压缩、运输至安全储存地点并长期封存,以减少温室气体的排放量。

碳捕获与储存技术的应用可以广泛涉及发电厂、钢铁厂、水泥厂等工业领域,旨在实现低碳经济的可持续发展。

二、技术进展与应用2024年,碳捕获与储存技术将迎来一系列技术突破和应用创新。

首先,在捕获技术方面,传统的化学吸收和物理吸附等技术将得到进一步改进,以提高二氧化碳的捕获效率和经济性。

同时,新型材料和先进催化剂的研发将为碳捕获技术提供更多选择。

其次,在储存技术方面,地下储存将继续是主要的选择,但新兴的碳利用和转化技术将逐渐成熟,并为碳储存提供了更多的选择。

此外,碳捕获与利用技术的发展也将受到广泛关注,催生出更多有益产品,如碳酸饮料、合成燃料等。

在应用方面,2024年,碳捕获与储存技术将在全球范围内得到广泛应用。

发达国家将继续加大对碳捕获与储存技术的支持力度,加快技术推广和示范项目的建设。

同时,新兴经济体和发展中国家也将逐步采纳并应用该技术,以满足其经济增长与环境保护的双重需求。

碳捕获与储存技术将在电力行业、工业领域和交通运输等领域得到广泛应用,为这些领域的碳排放减少提供有效手段。

三、发展前景与挑战碳捕获与储存技术在2024年的发展前景可谓广阔。

首先,其在减缓气候变化、降低温室气体排放方面的作用将得到进一步验证和认可。

其次,随着技术不断创新和成本逐渐下降,碳捕获与储存技术将逐步成为低碳经济转型的重要支撑。

再者,该技术的应用还将催生出新的经济增长点,为相关产业带来更多商机。

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析

国际碳捕集、利用与封存发展战略与科技态势分析目录一、内容概述 (2)1.1 背景与意义 (3)1.2 国际动态与趋势 (4)二、国际碳捕集、利用与封存发展战略 (5)2.1 全球碳减排目标与合作机制 (7)2.2 各国政府与企业战略布局 (8)2.2.1 政策支持与激励措施 (10)2.2.2 技术研发与应用推广 (11)2.3 碳市场建设与发展 (12)2.3.1 国际碳市场规则与影响 (13)2.3.2 国家间碳市场链接与协同 (15)三、国际CCUS技术态势分析 (16)3.1 碳捕集技术 (17)3.1.1 提高捕集效率与降低成本的途径 (18)3.1.2 新型捕集技术的研发与应用 (19)3.2 碳利用技术 (21)3.2.1 能源化利用技术 (23)3.2.2 生物能源与其他新型利用途径 (24)3.3 碳封存技术 (25)3.3.1 地质封存与管理技术 (27)3.3.2 海洋封存技术与应用前景 (28)四、挑战与机遇 (29)4.1 技术挑战与突破方向 (31)4.2 政策与市场机遇 (33)五、结论与建议 (34)5.1 总结与展望 (35)5.2 对策与建议 (37)一、内容概述本文档旨在全面分析国际碳捕集、利用与封存(Carbon Capture, Utilization and Storage,简称CCUS)的发展战略与科技态势。

随着全球气候变化问题日益严峻,减少温室气体排放已成为国际社会共同关注的焦点。

碳捕集技术作为减缓气候变化的重要手段之一,其重要性日益凸显。

本概述将简要介绍国际范围内碳捕集技术的发展背景、主要战略方向以及科技趋势。

介绍全球气候变化的背景和减少温室气体排放的国际压力,阐述碳捕集技术的重要性和紧迫性。

概述当前国际碳捕集技术的主要应用领域以及应用前景,分析国际碳捕集技术的几个主要战略发展方向,包括技术创新、政策支持、市场应用等方面。

重点分析国际碳捕集、利用与封存科技态势。

碳捕集与储存技术的现状和前景展望

碳捕集与储存技术的现状和前景展望

碳捕集与储存技术的现状和前景展望越来越多的科学家和许多政府机构都认同,减缓气候变化的最佳方法之一是减少二氧化碳等温室气体的排放。

在应对气候变化这个全球性挑战中,碳捕集与储存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)是一个备受关注的解决方案之一。

CCS技术能够提供一种有效的方法,即通过从工业排放来源以及天然气和煤矿等能源生产来源中“捕集”二氧化碳,并将其“储存”在地下。

本文将介绍碳捕集和储存技术的现状和前景展望。

一、碳捕集技术的现状CCS技术主要包括三个步骤:捕集、输送和储存。

捕集是将从发电站、工业过程、化工生产和天然气处理设施等排放二氧化碳的来源中捕集二氧化碳的过程。

实施的方法包括后燃燃气脱碳、前燃燃气脱碳、溶剂密度法、膜分离法和生物质能捕集,等等。

目前,一些国家和地区已经开始采用碳捕集技术。

在美国,约有25个CCS项目正在实施或规划中。

在加拿大,CCS技术正在Petro-Canada Upgrader的实际应用中试验,以减少二氧化碳排放。

在欧洲,多个国家正在推动碳捕集技术的实施。

例如,挪威已经在斯塔扬格工厂和Snøhvit勘探场实施了适当的CO2捕集技术,并将其尝试放入地下。

在该地区,目前尚未出现与密度、水合物以及地震等问题有关的明显问题。

二、碳储存技术的现状储存是将二氧化碳封存在地下或利用海底地质层等地方的过程。

有三种方法可以储存二氧化碳:常规的油气意义上的气藏储存、地质封存和海底储存。

常规油气意义上的气藏储存是将二氧化碳封存在现有气藏中,其中二氧化碳替代天然气或油的存在。

地质封存是将二氧化碳封存在岩石层中,其中岩石层是沉积层和火山岩等。

海底储存是将二氧化碳封存在海底,其中,二氧化碳能够封存在水体下部的沉积物中。

在全球,地质封存技术的应用是最广泛的二氧化碳储存方法。

目前,美国、中国、澳大利亚等国家均在积极推进这项技术。

三、碳捕集与储存技术的前景碳捕集与储存技术的前景非常广阔。

碳捕集与封存技术的现状与发展分析

碳捕集与封存技术的现状与发展分析

碳捕集与封存技术的现状与发展分析引言全球气候变化已成为当今社会面临的一项重大挑战。

其中,大气中二氧化碳(CO2)的浓度不断增加是主要原因之一。

为了应对气候变化并降低CO2排放,碳捕集与封存技术被提出并逐渐发展。

本文将对碳捕集与封存技术的现状和发展进行分析。

碳捕集与封存技术的概述碳捕集与封存技术是指将二氧化碳从大气中捕集并将其封存在地下或其他储存介质中的技术。

这项技术主要包括三个步骤:碳捕集、运输和封存。

•碳捕集:碳捕集是通过使用各种技术将二氧化碳从工业排放源或直接从大气中捕集。

目前,常用的碳捕集技术包括物理吸收、气体分离和化学吸收等。

•运输:捕集到的二氧化碳需要进行运输到封存地点。

运输方式有多种选择,包括管道输送、铁路运输和船运等。

•封存:封存是将二氧化碳储存到地下地层或其他介质中,以防止其再次释放到大气中。

目前,封存技术主要包括地下注入、海洋存储和矿物碳化等。

碳捕集与封存技术的现状目前,碳捕集与封存技术在全球范围内正在逐步发展,但仍然面临一些挑战。

首先,碳捕集技术的成本依然较高。

目前大部分商业化的碳捕集项目都需要高昂的资金投入,使得这些项目难以在经济上可行的情况下进行。

此外,捕集二氧化碳所需要的能源消耗也是一个问题,会增加项目的运营成本。

其次,二氧化碳的长期储存安全性仍然存在一定的风险。

地下封存地点的选择和监测是关键因素,以确保储存的稳定性和防止泄漏。

此外,还需要解决封存过程中可能引发的地质地震等问题。

再次,社会和政治因素也对碳捕集与封存技术的发展产生影响。

公众对于碳捕集与封存技术的认可度和接受度有限,相关政策和法规也需要进一步完善。

碳捕集与封存技术的发展前景尽管碳捕集与封存技术面临一些挑战,但仍然具有广阔的发展前景。

首先,随着全球对气候变化问题日益关注,各国政府和国际组织对碳捕集与封存技术投入的资金和支持不断增加。

这将促进技术的研发和商业化。

其次,碳捕集与封存技术可以降低二氧化碳的排放量,并为工业和能源行业提供可持续发展的解决方案。

碳捕集与封存技术的研究进展

碳捕集与封存技术的研究进展

碳捕集与封存技术的研究进展随着全球气候变化的日益严峻,寻找有效的减少温室气体排放的方法成为全球关注的焦点之一。

碳捕集与封存技术(Carbon Capture and Storage,CCS)作为一种潜在的减排方案,已经引起了广泛的关注。

本文将重点探讨碳捕集与封存技术的研究进展,包括技术原理、应用场景以及挑战与前景。

一、碳捕集技术碳捕集技术是指将二氧化碳从排放源中分离出来的过程。

目前,常见的碳捕集技术主要包括化学吸收、物理吸收和膜分离等。

化学吸收是利用溶剂吸收二氧化碳,如氨基酸溶剂和甲醇胺溶剂。

物理吸收是利用富集溶剂通过吸附吸收二氧化碳。

膜分离是利用膜的分离作用将二氧化碳从混合气体中分离出来。

二、碳封存技术碳封存技术是指将捕集到的二氧化碳长期储存或利用的过程。

目前,主要的封存方法包括地下封存、海洋封存和利用封存。

地下封存是将二氧化碳在地下岩石层中长期储存,如油气田和煤层气储层。

海洋封存是将二氧化碳储存于海洋深处,如海底沉积物和深海水层。

利用封存是将二氧化碳转化为有用的产品,如化学品、合成燃料等。

三、碳捕集与封存技术的应用场景碳捕集与封存技术可以应用于多个领域,如发电厂、钢铁厂、水泥厂和化工厂等。

其中,发电厂是最主要的应用场景之一。

发电厂排放的大量二氧化碳是导致全球温室效应的重要原因之一。

通过在发电过程中应用碳捕集技术,可以大幅度降低二氧化碳排放量,并将其封存起来,减少对大气的释放。

四、碳捕集与封存技术的挑战与前景虽然碳捕集与封存技术具有很大的潜力,但也面临着一些挑战。

首先,技术成本较高是制约其大规模应用的主要因素之一。

其次,安全问题也是一个重要的挑战。

有关地下封存和海洋封存的安全性研究仍在进行中。

此外,碳封存技术也需要完善的法律和政策支持。

然而,碳捕集与封存技术依然具有广阔的前景。

随着技术不断进步,技术成本有望降低。

此外,一些国家已经开始出台相关政策,鼓励碳捕集与封存技术的推广。

将碳捕集与封存技术与可再生能源技术相结合,有望实现更加可持续和清洁的能源系统。

碳捕集与储存技术的最新进展

碳捕集与储存技术的最新进展随着人类工业活动的不断增加,大量的二氧化碳排放已经对地球的气候和环境造成了严重影响。

为了应对全球变暖及气候变化的挑战,碳捕集与储存技术应运而生。

碳捕集与储存技术是指将二氧化碳从工业生产过程中捕集出来,然后将其安全储存在地下或利用其他途径减少大气中二氧化碳含量的一种技术手段。

在过去的几年里,这项技术取得了诸多进展,从捕集技术到储存技术,都有了一系列的创新和突破。

碳捕集技术的进展1. 吸收剂的研究在碳捕集过程中,吸收剂的选择是至关重要的。

传统的吸收剂如胺类物质使用过程中存在能耗高、脱附能耗大、脱附产物难以回收再利用等问题。

近年来,科研人员致力于开发新型吸收剂,比如功能化离子液体、多孔材料等,这些新型吸收剂不仅具有较高的CO2吸附性能,而且具有更好的再生性能和稳定性。

2. 燃料转换与利用碳捕集不仅可以将二氧化碳从工业排放源头中捕集出来,还可以将其转化成有价值的物质。

例如,将CO2还原成甲醇、合成燃料等,实现了废物利用、资源化利用和减排三大效益。

3. 膜分离技术膜分离技术是近年来发展较快的一种CO2分离技术。

相比传统吸收法,膜分离技术具有设备简单、操作方便、投资低等优点。

同时,在材料科学领域也涌现出各种新型多孔膜和反渗透膜,提高了膜的分离效率和选择性。

碳储存技术的进展1. 地下注入地下注入是目前应用最为广泛的碳储存方法之一,通过管道将捕集到的二氧化碳注入地下深层岩石中。

为了确保注入过程安全可靠,在地质勘探、封闭岩层筛选、压裂增透等方面都取得了重要突破。

2. 海洋储存海洋储存是指把二氧化碳沉积到海洋深层中保存。

虽然海洋储存在理论上是可行的,但同时也伴随着环境风险和生态风险。

对于海洋酸化、生态平衡等问题需要做更多研究和探索。

3. 矿化固定矿化固定是指将二氧化碳转变成稳定固体形式保存在地球上,如通过人工矿物化等方式。

近年来,有关矿物岩浆反应(mineral carbonation)等研究逐渐被关注,并在实验室规模中取得一些成果。

碳捕捉与存储技术的现状与前景

碳捕捉与存储技术的现状与前景当今世界上,气候变化是一个日益严峻的问题,随着人类工业化和城市化的发展,二氧化碳等温室气体大量排放,对地球环境产生了巨大的影响,一些国家和组织也在积极推进减排和转型能源的过程中。

在这一过程中,碳捕捉与存储技术逐渐成为应对气候变化的重要手段。

一、碳捕捉与存储技术简介碳捕捉与存储技术(Carbon Capture and Storage,CCS)是能够将产生大量二氧化碳的工业过程中的废气捕捉,然后将其输送到安全的地下储存设施中的一种技术。

该技术主要分为三个部分:碳源捕捉、输送以及地下存储。

碳源捕捉的方式主要有化学捕捉、物理捕捉和生物捕捉,化学和物理捕捉主要利用吸收剂、催化剂等,而生物捕捉主要利用生物体内的酶或代谢产物,将二氧化碳固定成为有机物。

输送的方式主要有管道输送和船运输送。

当二氧化碳被捕捉后,需要把它运输到离工厂较远的地方,或者通过海上运输送到国外地区的储存点。

需要注意的是,二氧化碳输送的方式会产生能源消耗和碳排放,但是与从燃烧排放大量二氧化碳相比,输送所产生的排放量要少得多。

地下存储的含义是将已经捕捉到的二氧化碳储存到地下深层地层中,以避免大气中的排放。

储存地点主要包括盐穴、油气田和煤矿井等,在储存过程中需要进行地质勘查、井口建设、根据千米来计算管道高度、掌管调配管理和建立紧急处理系统,确保储存安全。

二、碳捕捉与存储技术的现状目前,全球已经建成了大量的碳捕捉与存储项目,其中包括商业项目和示范项目。

国家级别的项目主要由发达国家主导,其中包括美国、日本、澳大利亚、英国等。

目前为止,全球已经建成的项目数量大约在50个左右,其中澳大利亚的Gorgon气田项目、美国的Kemper电站项目是较为典型的碳捕捉与存储项目。

与此同时,很多企业也开始投入到碳捕捉与存储技术的研发和实践中。

以石化业为例,中国石油、中国石化、海南炼厂、山东蓝海等企业都已经在碳捕捉与存储领域有布局。

同时,航空、钢铁等行业也都在努力推进碳捕捉与存储技术的应用。

碳捕集与封存技术的现状与挑战

碳捕集与封存技术的现状与挑战在全球气候变化的大背景下,减少温室气体排放已成为当务之急。

碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage,简称 CCS)技术作为一种重要的减排手段,近年来受到了广泛的关注。

本文将探讨碳捕集与封存技术的现状,并分析其面临的挑战。

一、碳捕集与封存技术的原理碳捕集与封存技术主要包括三个环节:碳捕集、碳运输和碳封存。

碳捕集是指将二氧化碳从工业排放源(如发电厂、钢铁厂、水泥厂等)中分离出来的过程。

目前主要的碳捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。

燃烧后捕集是在燃烧过程完成后,从烟道气中捕集二氧化碳;燃烧前捕集则是在燃料燃烧前将其转化为氢气和二氧化碳,然后分离出二氧化碳;富氧燃烧捕集是采用高浓度氧气进行燃烧,从而产生高浓度的二氧化碳,便于捕集。

碳运输是将捕集到的二氧化碳通过管道、船舶或公路槽车等方式输送到封存地点。

碳封存则是将二氧化碳注入地下深处的地质构造中,如枯竭的油气田、深部盐水层等,使其长期与大气隔离。

二、碳捕集与封存技术的现状(一)技术进展经过多年的研究和发展,碳捕集与封存技术在某些方面取得了显著的进步。

燃烧后捕集技术中的化学吸收法不断优化,提高了二氧化碳的捕集效率和降低了成本。

同时,新型的吸附材料和膜分离技术也在研发中,有望进一步提高捕集效果。

在碳运输方面,管道运输技术相对成熟,但对于长距离和大规模的运输,还需要解决一些工程和安全问题。

碳封存的地质评估和监测技术也在不断改进,以确保二氧化碳的安全封存。

(二)示范项目全球范围内已经建立了一些碳捕集与封存的示范项目。

例如,挪威的 Sleipner 项目是世界上第一个大规模的二氧化碳封存项目,自 1996 年以来,已经成功将超过 1000 万吨的二氧化碳封存在北海的海底盐水层中。

美国的 Petra Nova 项目采用燃烧后捕集技术,每年可捕集约 140 万吨二氧化碳,并将其用于提高石油采收率。

中国也在积极推进碳捕集与封存技术的示范项目,如神华集团在鄂尔多斯的 10 万吨/年二氧化碳捕集与封存示范项目。

碳捕集与储存技术的现状与前景

碳捕集与储存技术的现状与前景在全球气候变化的大背景下,减少温室气体排放已成为当务之急。

碳捕集与储存(Carbon Capture and Storage,简称 CCS)技术作为一种应对气候变化的重要手段,近年来受到了广泛的关注和研究。

碳捕集与储存技术的核心是将工业生产过程中产生的二氧化碳捕获并储存起来,以防止其进入大气中。

这一技术主要包括三个环节:碳捕集、碳运输和碳储存。

目前,碳捕集技术主要有三种类型:燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。

燃烧后捕集是在燃烧过程完成后,从烟道气中分离二氧化碳。

这种方法相对成熟,但能耗较高。

燃烧前捕集则是在燃料燃烧前将碳转化为一氧化碳和氢气,然后分离出二氧化碳。

富氧燃烧捕集是通过使用纯氧或富氧空气进行燃烧,从而提高二氧化碳的浓度,便于后续的捕集。

在碳运输方面,主要有管道运输和船舶运输两种方式。

管道运输适用于大规模、长距离的二氧化碳运输,具有成本低、效率高的优点。

船舶运输则适用于海上运输,但需要解决二氧化碳的压缩和储存问题。

碳储存的方式主要包括地质储存、海洋储存和矿化储存。

地质储存是将二氧化碳注入地下深层的咸水层、枯竭的油气田等地质结构中。

海洋储存是将二氧化碳直接注入海洋,但这种方法可能会对海洋生态环境产生潜在影响,目前仍处于研究阶段。

矿化储存是利用二氧化碳与矿物质反应形成稳定的碳酸盐,但目前还面临着反应速度慢、成本高等问题。

就现状而言,碳捕集与储存技术在一些领域已经取得了一定的进展。

一些大型能源企业和工业企业已经开始建设碳捕集与储存示范项目。

例如,挪威的 Sleipner 项目是世界上第一个大规模的二氧化碳地质储存项目,自 1996 年以来已经成功储存了超过 2000 万吨的二氧化碳。

美国的 Petra Nova 项目则是全球最大的燃烧后碳捕集项目之一。

然而,碳捕集与储存技术目前仍面临着诸多挑战。

首先是成本问题。

碳捕集与储存技术的成本较高,这限制了其大规模的应用。

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炭捕集与封存技术(CCS)1,燃烧前脱碳技术燃烧前脱碳技术(PCDC)是指在碳基燃料燃烧前,首先将其化学能从碳中转移出来,然后再将碳和携带能量的其他物质进行分离,这样就可以实现碳在燃料利用前进行捕集。

整体煤气化联合循环发电技术(IGCC),就是最典型的可以进行燃烧前脱碳的系统。

IGCC是结合了煤气化技术与联合循环发电技术的新型发电技术。

IGCC对气化得到的煤气进行变换反应,使煤气转变为CO2和H2,最终将燃料化学能转移到H2上,然后再对CO2和H2进行分离。

基于IGCC的PCDC处理的气体具有高的气体压力和CO2浓度,这使得物理吸附法比化学吸附法更能体现出优势。

分离CO2的典型物理吸收法是聚乙二醇二甲醚法(Selexol法)和低温甲醇法(Rectisol法)。

这两种方法都属于低温吸收过程,Selexol法的吸收温度一般在-10℃~15℃,低温甲醇法的吸收温度一般在-75℃~0℃。

另外,这两种技术能够同时脱除CO2和H2S,且净化度较高,便可以在系统中省去脱硫单元,但相应需要采用耐硫变换技术。

1.1 Selexol法的溶剂由美国Norton公司开发,一些商业应用的数据没有公开,其成本以及投资和操作费用较高,只有像在IGCC进行燃烧前脱碳这种高的CO2浓度和高压时才能显示其优势。

1.2 低温甲醇法在化工行业已得到了多年应用,其主要缺点是工艺流程庞大,而且吸收过程中甲醇蒸汽压较高,致使其溶剂损失较大。

目前大多数基于IGCC 进行CCS的研究计划都选择Selexol法进行物理吸收。

1.3 另外,膜分离技术被公认为是在能耗降低和设备紧凑方面具有非常大潜力的技术。

目前各种用于气体分离的无机膜都正在被开发,其中以钯基膜产品的开发得到最迅速的发展。

2,燃烧后脱碳技术燃烧后脱碳技术(PCC)顾名思义就是在燃烧设备(锅炉或燃机)后的烟气中捕集或者分离CO2。

这种技术路线几乎可使用于任何现有的煤基电厂,并且对原有的电站系统改动较小。

现有的绝大多数火力发电技术,包括新建和改造,都只能采用PCC的方法进行CO2的分离。

但另一方面,采用PCC方法需要处理的烟气量大、排放压力低、CO2的分压小,投资和运行成本都很高。

2.1 MEA法MEA法回收CO2的反应原理:CO2 + 2HOCH2 CH2NH2————HOCH2CH2HNCOO-+ HOCH2CH2NH3+MEA法回收CO2的工艺流程:烟气经洗涤冷却后由引风机送入吸收塔, 其中大部分CO2 被溶剂吸收, 尾气由塔顶排入大气。

吸收CO2后的富液从塔底流出, 由塔底经泵送至冷凝器和贫富液换热器, 回收热量后送入再生塔。

再生出的CO2经冷凝后分离除去其中的水分, 得到纯度大于99. 5%的CO2产品气, 送入后续工序。

再生气中被冷凝分离出来的冷凝液送入地下槽, 用泵送至吸收塔顶洗涤段和再生塔作回流液使用。

部分解吸了CO2的溶液进入再沸器, 使其中的CO2进一步再生。

再生塔底部出来的贫液经贫富液换热器换热后送至水冷器, 最后进入吸收塔顶部。

此溶液往返循环构成连续吸收和再生CO2的工艺过程。

MEA法技术应用评价:MEA法已经过了广泛的研究, 并成功地应用于化工厂的CO2回收。

但是, MEA 技术具有成本较高、吸收慢、吸收容量小、吸收剂用量大、设备腐蚀率高、胺类会被其他烟气成分降解、吸收剂再生时能耗高等不足。

因此, 有必要对该技术进行改进, 以降低成本, 提高吸收剂的利用效率。

2.2 ECO2技术最近几年,用氨水洗涤烟道气脱除CO2的技术得到了世界范围的关注。

美国Powerspan公司开发了ECO2捕集工艺, 可用氨水捕集电厂烟气中的CO2。

由于电厂烟气中CO2含量高达16%, 这样, 脱除过程所需的氨气浓度必然会很高, 而氨气的爆炸极限是15% ~ 28% , 若设计不合理, 则很容易引起爆炸, 因此不推荐采用干法脱碳。

一般都采用氨水喷淋的方法, 总反应如式下:CO2 + NH3 + H2O ——NH4HCO3ECO2技术优点:NETL等的研究表明, 传统的MEA工艺CO2 负荷能力低, 设备腐蚀率高, 胺类会被其他烟气成分降解, 吸收剂再生时能耗高。

而氨水吸收CO2 有较高的负荷能力, 无腐蚀问题, 在烟气环境下不会降解,可使吸收剂补充量降到最小, 再生所需能量很少, 运行成本远低于MEA法。

NETL 对ECO2 和MEA 两种工艺进行了比较, ECO2 工艺的优点是蒸汽负荷小、产生较浓的CO2 携带物、较低的化学品成本、副产品可供销售, 可实现多污染物控制。

在ECO2 工艺中, 烟气中的CO2 被氨水洗涤形成二碳酸铵盐, 得到的NH4HCO3 溶液可被热法再生, 释放出CO2 和NH3。

NH3 被分离并返回洗涤器, 得到的浓缩CO2 流尤其适合于回收。

用氨水脱碳效率可达95% ~ 99%, 甚至100% , 而常规的MEA 法仅为90% 左右; 氨水脱碳的副产品为NH4HCO3, 可作为肥料使用; 其热稳定性较差, 热解可得到氨水和CO2, 氨水可循环使用, CO2 可作为工业原料。

从吸收能力看, 氨水溶液为MEA 溶液的2. 4~ 3. 2倍, 而成本仅为MEA 溶液的1 /6。

因此,氨水溶液远优于MEA 溶液。

研究表明, 脱除烟气中的CO2 时, 氨水优于MEA溶液主要表现在: 氨水吸收CO2 的反应不是纯放热反应; 每千克氨可吸收高达1. 0 kg以上的CO2;氨水易于再生、可得到高纯度的CO2; 副产品NH4HCO3 是氮肥, 具有一定的经济价值。

同时, 因为许多电厂用氨水来脱除NOx , 所以该法占用设备及场地很少, 十分经济。

3 CO2存储技术二氧化碳储存是指将捕集和运抵储存地点的二氧化碳注入到地下储层或海底水柱等的地质结构中,实现与大气隔绝、永久埋存的过程。

当前可行的储存方案有:地质储存、海洋储存、森林和陆地生态储存。

森林和陆地生态储存是最理想的廉价储存方式,但需要很大的森林面积吸收所排放的二氧化碳,所以不可能成为主要的储存方式。

海洋储存目前尚处于探索阶段。

地质储存需要渗透性好的岩石地层,用来为气体储存提供空间,这些地层必须由岩石密封,岩石对二氧化碳来说是不可渗透的。

二氧化碳地质储存主要有 3 个方案:废弃的油/ 气储层储存、深盐水层储存和不可采煤层储存。

与其他方案相比,利用地下天然储层的储存方式比较安全可靠, 也有相当的储存能力。

3.1油/ 气储层储存油储层是储存二氧化碳的一种很好的选择方案。

油储层储存二氧化碳的容量由油被采出而腾空的孔隙空间以及位于油构造层下面的- 底层水。

占有的孔隙空间构成。

注入二氧化碳可以使残留在储层中的部分油采出来,从而提高石油采收率。

这种技术是通过将二氧化碳溶解在油中,降低油的有效粘度,从而使油更具移动性。

因此,储层中二氧化碳的运移可以将油带到生产井。

利用提高石油采收率的技术可将二氧化碳储存在含油岩层的孔隙中。

天然气储层和油储层一样。

然而,虽然二氧化碳的注入能够有助于从气田再抽出一部分天然气,但是所获收益比利用二氧化碳提高石油采收率要小,所以只有当气田大面积废弃时一般才会考虑用于储存二氧化碳。

3.2深盐水层储存深盐水层在储存容量上有着最大的潜力。

因为深盐水层埋藏深和溶解的矿物质含量高,可以用来储存二氧化碳。

含水层有两种基本类型:开放的和闭合的。

闭合含水层有由地质褶皱或断层作用产生的分界线,分界线相对减少了二氧化碳横向运移的可能性,以及慢慢渗出进入可饮用水含水层或到达地面的可能性。

从这一点来说,利用闭合含水层是陆地上储存二氧化碳的优先选择方案,但是闭合含水层的储存容量低于开放的含水层。

开放的含水层是大面积平坦的或缓倾斜的含水岩层地质构造。

因为含水层是开放的,所以二氧化碳可以从旁路逸散,但速度较慢。

开放含水层的面积很大,意味着二氧化碳将可以储存很多年。

两种类型含水层中二氧化碳的固定都是指二氧化碳本身溶解在含水层残留的水中,通过与矿物质反应形成固体化合物。

世界上第一个商业规模的二氧化碳深盐水层储存项目始于1996 年。

当时是一家挪威的能源公司每年在挪威北海斯莱普内尔( Sleipner) 天然气田将100 万t 二氧化碳注入北海海底约800m 处。

3.3不可采煤层储存不可采煤层也可以储存二氧化碳,因为二氧化碳可以取代原先被煤吸附的甲烷而优先被煤吸附,并置换出甲烷。

通过在煤层中注入二氧化碳,抽放解吸的甲烷,可以大大提高煤层气产量,从而得到经济上的收益。

这种储存方法的一个关键要素是煤层的渗透性。

另外,二氧化碳的注入会引起煤的膨胀,从而使渗透性更差。

这些问题可以采用水力压裂来解决。

目前这种储存方案尚处于研究阶段。

4 炭交易碳交易(即温室气体排放权交易)也就是购买合同或者碳减排购买协议(ERPAs),其基本原理是,合同的一方通过支付另一方获得温室气体减排额。

买方可以将购得的减排额用于减缓温室效应从而实现其减排目标。

4.1碳交易分类通常来说,碳交易可以分成两大类:一是基于配额的交易。

买家在“限量与贸易”体制下购买由管理者制定、分配(或拍卖)的减排配额,譬如《京都议定书》下的分配数量单位(AAU),或者欧盟排放交易体系(EU ETS)下的欧盟配额(EUAs)。

二是基于项目的交易。

买主向可证实减低温室气体排放的项目购买减排额。

典型的此类交易为CDM以及联合履行机制下分别产生核证减排量和减排单位(ERUs)。

4.2碳交易市场《京都议定书》规定,发达国家可以资金援助和技术转让的方式,在没有减排指标的发展中国家实施环保项目,通过购买经认证后的减排量,来履行减排义务。

通过这种方式形成的市场运作机制一般被称为清洁发展机制(CDM)。

它是《京都议定书》框架下三个灵活的机制之一。

由于资本的连接,由清洁发展机制延伸出来的碳交易,快速点燃了全球范围内的银行、基金、政府及各类公司的热情。

尤其亚洲是清洁发展机制下减排额的主要供应区,而中国则更是这个供应区域的主力。

因此,我国将会成为最活跃的碳交易市场之一。

我国首个煤层气CDM项目瓦斯综合利用电厂—安徽淮北矿业集团海孜煤矿瓦斯电厂自正式投产以来,已累计利用瓦斯1400万m3,减少二氧化碳排放19万吨。

复兴碳基金与皖北煤电集团签下了总量约为30万吨的减排额收购协议,以每吨9欧元的价格购买皖北煤电祁东矿瓦斯电减排指标,而这些指标在国际碳交易市场上的价格是每吨15~20欧元。

随后,复兴碳基金又与甘肃省兰州市的一家煤电企业洽谈CDM项目,整个项目的标的是5万吨,减排额度与皖北煤电签订的协议相似。

4.3 碳交易市场现状与展望碳交易市场以二氧化碳等废气为纽带,在发达国家和发展中国家之间流动的资金规模每年达上百亿美元。

据了解,目前全球碳交易市场年均交易额已达300亿美元。

市场上温室气体排放量的交易可能会超越传统的商品市场,成为最大的贸易商品。

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