脱碳技术介绍.ppt

脱碳 第一节 概述 第二节 燃煤电厂脱碳 第三节 化学吸收法脱碳 碳捕集与封存(CCS)技术 碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称CCS）在全球各地受到了广泛重视。国际能源署研究表明，到2050年将温室气体浓度限制在450 ppm的所有减排技术中，仅CCS就需贡献20%。当前，包括I E A(国际能源机构 )在内的全球主要能源研究机构和主要碳减排积极倡导组织和国家已经一致将C C S技术作为未来的主要碳减排技术。 1 全球CCS技术进展 发电和油气生产是CCS应用的两个主要领域 发电领域应用CCS的技术途径主要有两条：一是燃烧前捕集CO2；二是燃烧后捕集CO2。在天然气生产过程中分离CO2不仅十分必要，还可以回注到地下来提高石油与天然气的产量。 全球大多数CCS项目目前还在规划研究阶段 全球对CCS项目的示范与规划正在不断升温 全球对CCS项目的示范与规划正在不断升温 美国、日本、加拿大、英国、德国、法国、意大利等主要发达国家都在研究建设C C S示范项目 澳大利亚、印尼、墨西哥、沙特阿拉伯，都在考虑建设CCS示范项目 B P、壳牌等许多大型国际石油公司都成立了专门的业务机构。 我国华能、中石油、神华、中国绿色煤电、新奥等公司都在开展CCS项目研究工作。华能年捕集3000 t CO2的高碑店项目已于2008年投产。而国内最大的两个项目神华集团马家塔煤碳直接液化项目年捕集与封存100万t CO2计划和中国绿色煤电有限公司准备在天津建设的2 5 0 M WIGCC加CCS项目。煤气化联合循环 2 目前面临的主要问题 仍缺少CO2捕集、净化、运输、封存一体化的商业性示范项目 难以接受CCS所引起的高昂成本 按照现有项目估算，CCS项目的商业化运行成本是每吨CO2约70美元左右。 CCS将降低发电效率并增加能耗 生产同一度电需要多消耗能源约20%～25%左右。 还未找到可行的独立运营商务模式 封存涉及一系列复杂的具体问题 CO2驱油还不是CO2永久封存技术 缺少一个明确的政策与法律框架 全球公众当前对CCS技术难以接受 将CCS纳入CDM机制存在难度 CDM：清洁发展机制 CDM是发展中的国家参与环保的一种新型国际合作机制。该机制是发达国家通过提供资金和技术援助，来换得在发展中国家境内实施温室气体减排项目的经核证的CO2减排量（CERS），该CERS可抵消发达国家在本国的CO2减排量。由于发达国家在本国减排CO2成本比在发展中国家高出5～20倍，因此发达国家愿意以资金援助与技术转让的方式在没有减排责任（义务）的发展中国家实施减排项目。 第二节 燃煤电厂脱碳 在电厂主要有3种不同的捕集技术路线，即： 燃烧前脱碳 整体煤气化联合循环(Integrated GasificationCombined Cycle，IGCC)发电技术 富氧燃烧技术(燃烧中捕集) 燃烧后脱碳 一、IGCC技术 是将煤气化技术与高效的联合循环有机结合的先进动力系统。 如图所示，它由两大部分组成，即煤的气化与煤气净化系统部分和燃气—蒸汽联合循环发电系统部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气冷却净化系统；第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、汽轮机发电系统。 一、IGCC技术 IGCC的工艺流程如下：煤经过气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，成为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室中燃烧，加热燃气工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动汽轮机做功。IGCC联合循环动力岛较常规的联合循环系统工质和能量的交换与转换利用更为复杂。 气化炉 气化炉是IGCC系统的关键设备之一，在煤气化过程中，部分碳在燃烧区的氧化气氛下燃烧，产生的高温用来切断煤中高分子化学键，使其与气化剂反应，生成含有CO、H2、CH4等可燃气体的合成煤气。当气化剂是氧气时生成中热值煤气；当气化剂是空气时，因其含有大N2，生成低热值煤气。 目前，普遍看好的气化炉主要是以氧气为气化剂的喷流床气化炉。 煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括干燥、热解(挥发份析出)、气化燃烧三个阶段。干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发；其他属于化学变化，煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（CO2+CO+H2+CH4+NH3+H2S+焦油+焦等），同时煤粘结成半焦；煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。气化反应包括很