碳的氧化物廢氣處理解決方案

目前,二氧化碳的排放越來越受到能(néng)源和環境領域的關注。限制其在大氣的排放量可通過(guò)兩(liǎng)種(zhǒng)方法減少其排放:一、提高能(néng)源的利用率,減少煤粉的使用量,從而減少CO2向(xiàng)大氣的排放;二、利用技術手段,將(jiāng)尾氣中的CO2分離出來,固定之後(hòu)加以封存或者利用,可減少CO2的排放。

碳的氧化物:主要是CO和CO₂,一氧化碳(CO)是低層大氣中最重要的污染物之一,主要來源是化石燃料的燃燒,以及煉鐵廠、石灰窯、磚瓦廠、化肥廠的生産過(guò)程。二氧化碳(C02)是動植物生命循環的基本要素,通常它不被(bèi)看作是大氣的污染物。 就整個大氣而言,長(cháng)期以來 C02 濃度是保持平衡的。但是近幾十年,由于人類使用礦物燃料的數量激增、自然森林遭到大量破壞,已超出自然界能(néng)“消化”的限度。其對(duì)人類環境的影響,尤其對(duì)氣候的影響是不容低估的,最主要的即“溫室效應"。【廢氣處理】

目前,二氧化碳的排放越來越受到能(néng)源和環境領域的關注。限制其在大氣的排放量可通過(guò)兩(liǎng)種(zhǒng)方法減少其排放:一、提高能(néng)源的利用率,減少煤粉的使用量,從而減少CO2向(xiàng)大氣的排放;二、利用技術手段,將(jiāng)尾氣中的CO2分離出來,固定之後(hòu)加以封存或者利用,可減少CO2的排放。

由于CO2的減排壓力日益突出,燃煤電廠作爲CO2排放的主要來源,對(duì)于其煙氣的處理是必不可少的。CO2捕集技術主要有吸收分離法、吸附分離法、低溫蒸餾法、化學(xué)循環燃燒、膜分離法、水合物等。上海電力學(xué)院能(néng)源與機械工程學(xué)院王海文等人在漢斯出版社《環境保護前沿》期刊上發(fā)表了一篇文章,探讨了各種(zhǒng)CO2捕集技術的優缺點與适應場合。

吸收分離法。吸收分離法是比較成(chéng)熟的一種(zhǒng)CO2捕集方法,根據吸收劑的性質以及工作機理的不同,吸收法可歸納爲物理吸收法和化學(xué)吸收法兩(liǎng)類。兩(liǎng)者的相似之處在于通過(guò)洗滌煙氣脫除CO2。物理吸收法有選擇性較低、回收率低的缺點,但其能(néng)耗低,溶劑可用閃氣再生,應用IGCC等技術煙氣中CO2濃度較高的煙氣回收時,經(jīng)濟性高、脫碳效果好(hǎo)。化學(xué)吸收法技術相對(duì)成(chéng)熟,分離效果好(hǎo),技術可靠,比較适合燃煤電廠煙氣分離實踐應用。

吸附分離法。吸附法是利用吸附劑中活性點對(duì)混合氣體的各組分有選擇性吸收,將(jiāng)CO2從混合其中分離出來。真空吸附、變壓吸附、變溫吸附是三種(zhǒng)不同的吸附方式,變壓吸附在實際應用更多一些。由于吸附劑的選擇性較低,吸附頻率比較高,燃煤電廠應用此方法經(jīng)濟性并不高,逐漸開(kāi)發(fā)研究出良好(hǎo)性能(néng)的吸附劑後(hòu)在燃煤電廠煙氣處理應用前景廣闊。【碳氧化物廢氣處理】

低溫蒸餾法。CO2臨界溫度爲30.98℃,臨界壓力7.375MPa,由其物理性質可以看出易于液化。低溫蒸餾法的過(guò)程爲先將(jiāng)煙氣進(jìn)行多次壓縮,冷凝液化CO2,從而達到將(jiāng)CO2從煙氣中分離出來。基于低溫蒸餾法需要低溫條件、煙氣CO2體積分數60%以上時回收經(jīng)濟,由于火電廠煙氣量大、CO2含量低的原因,該方法在火電廠的應用受到了限制。

膜分離法。膜分離法是一種(zhǒng)就有發(fā)展潛力的脫碳方法,利用膜兩(liǎng)側混合氣體壓差及對(duì)混合氣體的選擇性滲透作用,將(jiāng)CO2氣體從混合氣體中分離開(kāi)來。現代技術的研究過(guò)程中,研究人員結合聚合體膜高選擇性和多孔無機膜的高滲透的特點,發(fā)展了多種(zhǒng)混合膜,同時具備兩(liǎng)種(zhǒng)膜的優點。膜分離法同時具備了設備緊湊、高選擇性的特點,但混合氣中雜質容易堵塞膜微孔,會直接導緻吸收性能(néng)下降。對(duì)于燃煤電廠煙道(dào)氣來說,雜質較多且CO2含量低,應用膜分離法的經(jīng)濟性比較低。

水合物。水合物法是一種(zhǒng)全新的捕集技術,該技術方法利用混合氣體中CO2易生成(chéng)水合物發(fā)生相态轉移,從而達到分離CO2的目的。水合物法作爲一種(zhǒng)全新的分離技術,水合物的形成(chéng)條件高以及速度慢,仍處于研究開(kāi)發(fā)階段,在燃煤電廠煙氣處理以及IGCC合成(chéng)氣的CO2分離和提濃方面(miàn)潛力巨大。

化學(xué)燃燒法。采用化學(xué)循環燃燒法可有效地提高煙氣中CO2的濃度,減小煙氣處理量。化學(xué)循環燃燒技術還(hái)處于機理研究階段,尋找廉價、環保,穩定性好(hǎo)的載氧劑。燃煤電廠具有良好(hǎo)的應用前景。【溫室氣體廢氣處理】

總之,相比較其他方法而言,化學(xué)吸收法中吸收液與煙氣直接接觸,适合低分壓CO2,技術可靠,分離效果好(hǎo),可處理大量煙氣,因而化學(xué)吸收法适合應用在燃煤電廠煙氣處理。化學(xué)循環燃燒法和水合物是先進(jìn)的技術,不僅以低能(néng)耗可實現CO2的高濃度富集,而且可以提高能(néng)源利用效率,但這(zhè)兩(liǎng)種(zhǒng)方法仍處于研究階段,實際應用比較少。燃煤電廠煙氣CO2捕捉技術對(duì)我們提出了嚴峻的挑戰,應加大力度自主開(kāi)發(fā)成(chéng)熟、可靠的CO2捕集技術,形成(chéng)該領域的特色。

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