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变压吸附捕集CO_(2)技术研究进展及其在石化行业应用案例分析
1
作者 刘强 肖金 +4 位作者 于航 罗海中 何庆阳 林海周 薛榕 《南方能源建设》 2024年第5期37-49,共13页
[目的]作为CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)中重要的碳捕集手段,变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)捕集CO_(2)技术受到广泛应用。但过高的捕集能耗和运行成本制约了技术的推广和落地,如何精准地依据实际情况选择... [目的]作为CCUS(Carbon Capture,Utilization and Storage)中重要的碳捕集手段,变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)捕集CO_(2)技术受到广泛应用。但过高的捕集能耗和运行成本制约了技术的推广和落地,如何精准地依据实际情况选择合适的捕集技术并降低捕集能耗尤为重要。[方法]针对国内外变压吸附技术的基础研究与技术应用进行了讨论,并以某石化企业采用PSA技术捕集CO_(2)的实际应用案例,分析了该技术在石化行业应用的经济性和前景。[结果]在文章案例中,采用PSA吸附捕集CO_(2)技术的项目对煤制氢装置净化单元、低温甲醇洗单元产出的约80万t中浓度碳源进行捕集封存,针对73.9%浓度的CO_(2)原料气,装置实现了96%的CO_(2)回收率以及98%的捕集纯度,在杂质气体方面,H_(2)S、CH_(4)及CH3OH均控制在0.015%以下,可实现约56 kWh/t CO_(2)的捕集电耗。研究发现,变压吸附技术具备吸附剂再生能耗低、压阻低、工艺连续及吸附剂稳定性强的优势,表现出技术与经济可行性。由于变压吸附以物理吸附为主,因此PSA对于低浓度的原料气CO_(2)处理可能会面临能耗较高且富集浓度不足的问题。[结论]综上,PSA捕集CO_(2)技术适宜用于中浓度碳源的处理,在未来石化、水泥等行业中排放的尾气处理上具有潜力。 展开更多
关键词 碳捕集 变压吸附 CO_(2) 中浓度碳源 石化
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燃煤电厂烟气CO_(2)化学吸收捕集液-液两相吸收剂开发进展 被引量：10
2
作者 林海周 吴大卫 +3 位作者 范永春 罗必雄 裴爱国 方梦祥 《洁净煤技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期21-30,共10页
燃烧后化学吸收技术是现阶段最成熟的燃煤电厂烟气CO_(2)捕集技术之一。由于传统的胺基吸收剂再生能耗较高,不利于化学吸收碳捕集技术的推广应用。液-液两相吸收剂能大幅降低再生能耗,具备替代传统吸收剂的前景。综述了两相吸收剂的技... 燃烧后化学吸收技术是现阶段最成熟的燃煤电厂烟气CO_(2)捕集技术之一。由于传统的胺基吸收剂再生能耗较高,不利于化学吸收碳捕集技术的推广应用。液-液两相吸收剂能大幅降低再生能耗,具备替代传统吸收剂的前景。综述了两相吸收剂的技术特点和研发进展,根据吸收剂组成将两相吸收剂分成混合胺型两相吸收剂(活性胺+三级胺分相剂+水)、有机溶剂型两相吸收剂(活性胺+有机溶剂分相剂+水)和无水型两相吸收剂(活性胺+三级胺/有机溶剂分相剂)3种类型,重点对这3种类型两相吸收剂的分相行为、能耗、黏度、吸收负荷等特性进行分析。其中有机溶剂型两相吸收剂在能耗(1.5~3.2 GJ/t)、黏度(可控制在20 mPa·s以下)和成本(有机溶剂分相剂+水更具成本潜力)等方面优势相对更明显。两相吸收剂作为新型吸收剂,相比传统胺吸收剂在工业应用方面仍存在富相黏度较高、吸收剂成本较高、分相稳定控制难等较多挑战。为加快两相吸收剂的工程应用,未来需要在低能耗配方体系优化、降低富相黏度和吸收剂损耗、提升分相控制能力以及开展长周期运行测试,提升工艺稳定和可靠性等方面开展更深入研究。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 化学吸收法 液-液两相吸收剂 工业应用 再生能耗 黏度
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烟气二氧化碳捕集胺类吸收剂研究进展 被引量：29
3
作者 林海周 杨晖 +2 位作者 罗海中 裴爱国 方梦祥 《南方能源建设》 2019年第1期16-21,共6页
[目的]胺类化学吸收法是目前燃烧后捕集烟气CO_2最成熟的技术,但存在捕集能耗过高的问题,开发新型吸收剂替代传统MEA吸收剂是降低能耗的重要途径。[方法]根据近些年公开文献报道的胺类吸收剂组成,将其分成单一吸收剂、混合胺吸收剂、两... [目的]胺类化学吸收法是目前燃烧后捕集烟气CO_2最成熟的技术,但存在捕集能耗过高的问题,开发新型吸收剂替代传统MEA吸收剂是降低能耗的重要途径。[方法]根据近些年公开文献报道的胺类吸收剂组成,将其分成单一吸收剂、混合胺吸收剂、两相吸收剂和非水吸收剂四类,并对这四类吸收剂的技术特点、研究现状和存在问题进行了介绍。[结果]混合胺结合了不同单一胺类的优点,能较好满足高吸收速率,高吸收容量和低能耗的要求;而相变吸收剂和无水吸收剂为新一代吸收剂,潜力巨大,但仍需深入研究改进。[结论]相比而言,混合胺型吸收剂更为成熟,短期内进行工业化应用更具优势。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 吸收剂 有机胺 能耗
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二氧化碳与氢合成甲醇技术和产业化进展 被引量：31
4
作者 林海周 罗志斌 +2 位作者 裴爱国 杨晖 王小博 《南方能源建设》 2020年第2期14-19,共6页
[目的]二氧化碳和氢合成甲醇是实现二氧化碳大规模利用的重要途径之一,对CCUS产业链条的发展具有的重要支撑作用。[方法]文章主要对二氧化碳加氢制甲醇热力学特性、催化剂开发、产业化发展和技术经济性情况进行了综述。[结果]Cu基催化... [目的]二氧化碳和氢合成甲醇是实现二氧化碳大规模利用的重要途径之一,对CCUS产业链条的发展具有的重要支撑作用。[方法]文章主要对二氧化碳加氢制甲醇热力学特性、催化剂开发、产业化发展和技术经济性情况进行了综述。[结果]Cu基催化剂、贵金属催化剂和In2O3催化剂是主要反应催化剂类型,具有较好的催化性能,但仍有待进一步提高以满足高二氧化碳转化率和高甲醇选择性。尽管二氧化碳加氢制甲醇技术进步很快,目前已处于中试试验示范阶段,但受限于氢气原料成本较高和当前甲醇价格较低当前还难以大规模推广。[结论]随着氢能产业发展带来氢气价格的下降以及未来全国碳交易市场的启动,二氧化碳加氢制取甲醇将迎来新的发展。 展开更多
关键词 二氧化碳加氢 甲醇 催化剂 技术经济 产业发展
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碳中和背景下CCUS技术发展及广东离岸封存潜力评估 被引量：6
5
作者 罗海中 吴大卫 +3 位作者 范永春 李鹏春 曾少雁 林海周 《南方能源建设》 2023年第6期1-13,共13页
[目的]碳捕集利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和的关键技术之一。广东沿海是我国开展二氧化碳(CO_(2))离岸封存项目的潜力区域。了解碳中和背景下CCUS技术发展现状,分析广东近海CO_(2)封存潜力,有助于为未来我国开展大规模CCUS项目特别... [目的]碳捕集利用与封存技术(CCUS)是实现碳中和的关键技术之一。广东沿海是我国开展二氧化碳(CO_(2))离岸封存项目的潜力区域。了解碳中和背景下CCUS技术发展现状,分析广东近海CO_(2)封存潜力,有助于为未来我国开展大规模CCUS项目特别是离岸封存工程提供基础依据。[方法]文章综述了CCUS各环节的技术路线和发展趋势,探讨了广东近海珠江口盆地、北部湾盆地的CO_(2)地质封存潜力,总结了我国CO_(2)离岸封存面临的问题并提出相关建议。[结果]近年来,我国CCUS技术取得了较大进展,然而在运输、封存等环节的个别关键技术水平仍在研发示范阶段。珠江口盆地、北部湾盆地拥有巨大的CO_(2)地质封存潜力,并且与广东沿海大型CO_(2)排放源形成良好的源汇匹配关系,适宜开展CO_(2)离岸封存项目。然而,我国离岸封存还面临技术不成熟、成本高、环境影响不明确、政策法规不完善等问题,需要从技术研发、项目集群布局、政策法规支持等方面推进,推动CO_(2)离岸封存发展。[结论]未来我国应该加大对CCUS特别是离岸封存技术的研发和推广,为碳中和提供支撑。 展开更多
关键词 碳中和 CCUS 离岸封存 CO_(2) 潜力评估
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基于富液分流改进工艺的混合胺法燃煤电厂烟气碳捕集过程模拟研究 被引量：8
6
作者 杨晖 林海周 +2 位作者 罗海中 裴爱国 方梦祥 《南方能源建设》 2019年第4期40-46,共7页
[目的]工艺流程优化是降低燃煤电厂烟气胺化学吸收法碳捕集过程能耗的重要方法。[方法]通过Aspen plus软件模拟研究了MEA吸收剂和混合胺MDEA/PZ吸收剂在三种不同富液分流改进工艺下的烟气二氧化碳捕集性能,分析了贫液负荷和分流比对二... [目的]工艺流程优化是降低燃煤电厂烟气胺化学吸收法碳捕集过程能耗的重要方法。[方法]通过Aspen plus软件模拟研究了MEA吸收剂和混合胺MDEA/PZ吸收剂在三种不同富液分流改进工艺下的烟气二氧化碳捕集性能,分析了贫液负荷和分流比对二氧化碳再生过程热负荷和冷负荷的影响,同时通过浓度驱动力和温度驱动力分析揭示了解吸过程特性。[结果]研究结果表明,三种富液分流工艺均能有效降低二氧化碳再生热负荷和冷负荷,其中方案3效果最为显著,因为该方案可获得更为均衡更低的驱动力分布,有效减少了不可逆损失。[结论]相比常规MEA碳捕集系统,结合了MDEA/PZ吸收剂和富液分流改进工艺方案3的碳捕集系统再生热负荷和冷负荷可降低35.36%和71.42%,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 二氧化碳捕集 MDEA/PZ混合胺 富液分流 能耗
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双碳背景下绿色氨能的应用场景及展望 被引量：13
7
作者 罗志斌 孙潇 +2 位作者 高啸天 林海周 朱光涛 《南方能源建设》 2023年第3期47-54,共8页
[目的]氨作为零碳燃料容易实现安全、低成本运输,被认为是与氢能具备相同发展潜力的理想能源。了解氨能源产业链各环节核心技术的发展现状,有助于把握氨能源产业发展前景和方向。[方法]通过调研氨能源产业链中制备、储运、利用等各关键... [目的]氨作为零碳燃料容易实现安全、低成本运输,被认为是与氢能具备相同发展潜力的理想能源。了解氨能源产业链各环节核心技术的发展现状,有助于把握氨能源产业发展前景和方向。[方法]通过调研氨能源产业链中制备、储运、利用等各关键环节涉及的核心技术与应用场景,分析产业发展面临的问题,提出相应的发展建议。[结果]传统的哈伯法合成氨技术已非常成熟,通过绿氢原料替代或者采用光催化、电催化、生物酶催化、等离子驱动等新型技术合成氨可实现氨生产的绿色转型。绿氨的储运可以依托传统的合成氨储运基础设施以及供应链,并加强氨燃料加注站等配套设施的建设。氨燃烧、氨燃料电池、氨储能等氨能利用技术需要持续研发攻关,探索开展应用示范。[结论]发展氨能源产业技术符合我国构建清洁低碳、安全高效绿色能源体系的要求,对保障我国能源安全也有积极意义。但是氨能源产业化推广仍然面临诸多挑战,需要合理规划布局,从政策、金融、创新平台、标准体系建设等多方面予以保障。 展开更多
关键词 氨 燃料 关键技术 产业链 机遇 挑战
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氢能与储能耦合发展的机遇与挑战 被引量：9
8
作者 罗志斌 孙潇 +2 位作者 孙翔 林海周 朱光涛 《南方能源建设》 2022年第4期24-31,共8页
[目的]氢能和储能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要手段,并且其产业化正步入快速发展时期。氢能与储能的产业与技术创新具有多方面的交叉与融合。文章旨在通过梳理氢能和储能的应用场景与关键技术,为其耦合发展提供建议。[方法]具体... [目的]氢能和储能是实现“碳达峰、碳中和”目标的重要手段,并且其产业化正步入快速发展时期。氢能与储能的产业与技术创新具有多方面的交叉与融合。文章旨在通过梳理氢能和储能的应用场景与关键技术,为其耦合发展提供建议。[方法]具体阐述了氢能的储能角色在构建新型电力系统中发挥的作用及其在交通、建筑、工业等领域中促进碳减排的定位,分析了氢能与储能的共性关键技术,并提出推动其耦合发展的建议。[结果]新能源通过氢能和储能的形式渗透至电力、交通、建筑、工业等领域进行深度脱碳,但是其产业技术的瓶颈还需要持续突破。[结论]氢能与储能的共性关键技术可以进行协同研发攻关,其产业化仍需要酝酿。在推动工程示范的过程中应该积极积累经验,掌握核心技术,避免盲目和重复建设。 展开更多
关键词 氢能 储能 产业化 机遇 挑战
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