Page 92 - 《精细化工》2022年第8期
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·1592·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 39 卷

            混合捕集工艺（如低温吸附和低温膜等），从而达                             碳 [64] 。与 Boundary Dam 项目类似，Petra Nova
            到高效节能的目的。未来，关于低温分离技术的                              也使用了液胺溶剂吸收碳捕集技术，吸收剂为三
            研究将主要集中在通过改造设备和加强系统绝热                              菱的 KS-1 溶剂，捕集率约 90%           [65] ，每年可针对
            来实现对低温二氧化碳捕获系统的改进，并设计、                             240 MW 的燃煤电厂捕集 140 万 t 二氧化碳            [66] 。表
            优化更高效的低温工艺。                                        8 为国内部分燃烧后碳捕集示范项目。中国燃烧
                                                               后碳捕集技术还处于中试和工业示范的阶段，
            5    国内外碳捕集示范项目
                                                               总体进度相比国际先进水平还存在一定差距。

                 表 7 列出了国外大型燃烧后碳捕集项目。                                表 8   国内部分燃烧后碳捕集示范项目           [67]
                                                               Table 8    Some domestic post-combustion carbon capture
                    表 7   国外大型燃烧后碳捕集项目          [62]                  demonstration projects [67]
            Table 7    Large scale post-combustion carbon capture projects
                    abroad [62]                                             工程名称                捕集规模/(万 t/a)
                                                               国华锦界电厂碳捕集示范项目                         15.0
                                       吸收能力/（万 运行时间/
                   项目           国家                             华能集团高碑店电厂碳捕集示范项目                      0.3
                                          t/a）      年份
                                                               华能集团上海石洞口碳捕集示范项目                      12.0
              Boundary Dam    加拿大         100       2014
                                                               齐鲁石化-胜利油田 CCUS 项目                     100
              Petra Nova      美国          140       2016
                                                               国家能源集团泰州发电有限公司 CCUS 项目                50
              德州清洁能源项目        美国          220       2019
                                                               中电投重庆双槐电厂碳捕集示范项目                      1.0
              Bow City        加拿大         100       2019
                                                               华润集团海丰电厂碳捕集测试平台项目                     2.0
              C GEN           英国          250       2019

              Korea-CCS 1     韩国          100       2018
                                                               6   技术对比与适用场景浅析
              美国 SRI 公司项目     美国-挪威        10       2019

                 目前运行的大型碳捕集设施大多采用液胺吸                               在化学吸收法、吸附分离法、膜分离法和低
            收法，其中较为典型的两个项目是实现商业规模                              温分离法等一系列碳捕集技术中，每种技术都有
            捕集的加拿大 Boundary Dam 项目和美国 Petra                    其优势和局限性（见表 9），如：化学吸收法，作
            Nova 项目。2014 年，加拿大建造的 Boundary Dam                 为燃烧后碳捕集的首选方法，技术成熟，分离效
            项目是世界范围内第一个大型商业燃烧后碳捕集                              果好；然而，吸收过程中设备易腐蚀、溶剂易
            项目，采用的可再生胺吸收剂为壳牌 Cansolv                   [63] 。  降解、再生能耗大等限制了吸收法的大规模高
            截至 2018 年 3 月，该设施已捕获 200 万 t 二氧化                   效应用。

                                              表 9   燃烧后二氧化碳捕获技术总结
                                Table 9    Summary of post-combustion carbon dioxide capture technologies
              二氧化碳
              捕获技术                 技术特点                           面临挑战                       发展趋势
             化学吸收法  液胺吸收法是第一个在世界范围内多个工                 设备腐蚀率高，高能耗，吸收器体积较             开发性能更好的低成本新型溶
                       业过程中大规模应用的燃烧后碳捕集技术， 大，烟气中的 SO 2 和 O 2 导致溶剂降解， 剂；开发能够降低能源消耗的先
                       具有良好的反应性能和较高的吸收能力               溶剂排放将对环境造成影响                  进解吸反应器与再生工艺技术
             吸附分离法  具有可逆性、再生能耗较低，适用于低浓                 吸附剂材料的选择，二氧化碳捕集性能             为了实现高捕获性能和高选择
                       度二氧化碳捕获。具有不同类型的吸附技              有待提高，面对真实工业烟气需要提高             性，需要对吸附剂材料的结构/
                       术，如变压吸附（PSA）、变温吸附（TSA）、 循环稳定性，间歇性运行，吸附剂需要                     表面进行改性。吸附剂材料应具
                       真 空吸附（ VSA ）和压 力变真 空吸附          定期再生                          备经济性好、二氧化碳吸附容量
                       （PVSA）等                                                       高、环保、操作简单等特点
             膜分离法      膜技术安装简单、设备成本低、能耗低、              分离需要较高的浓度驱动力，制造成本             开发先进的新型膜材料，制造高
                       分离纯度较高；但渗透性和选择性之间的              较高，为适应工业烟气的高流量，需要             效的二氧化碳捕获膜。此外，从
                       相互制约阻碍了膜技术的大规模应用                较高的膜面积，水分会对聚合物膜的渗             实验数据到实际工业应用还需
                                                       透性产生不利影响，性能受到运行条件             要更多的研究
                                                       （即温度和压力）影响
             低温分离法  主要用于高浓度和高压气体的碳捕集。由                 高能量需求，更适合用于高二氧化碳体             未来还需要设计和优化更有效
                       于成本支出和能耗较高，只有在高二氧化              积分数（>50%），分离前，必须除去气           的低温工艺
                       碳含量时，该方法才具有较高的经济可行              体混合物中的水分，防止堵塞，在换热
                       性                               器表面连续积聚固化的二氧化碳会对
                                                       传热产生不利影响，并降低分离效率
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