双碳目标下我国碳捕集技术研究进展Research Progress of Carbon Capture Technology in China under Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals
程剑峰,白秀佳,徐强
摘要(Abstract):
CCUS碳捕获、利用与封存技术(CCUS)是实现“双碳”目标的关键技术,也是目前实现大规模化石能源低碳高效开发的新型技术。碳捕集技术是CCUS技术体系中成本和能耗最大来源,也是最关键的技术环节之一。在系统总结了国内外碳捕集技术研究进展及工程应用现状的基础上,阐述了燃烧前捕集技术、燃烧后捕集技术、燃烧中碳捕集技术三种技术类型的特点及发展认识,剖析了碳捕集技术需要解决的关键问题及后续发展主要方向,未来需在研发新一代捕集技术工艺、发展混合捕集技术、加快中试试验和示范工程建设等方面开展更加深入的研究。
关键词(KeyWords): 碳捕集技术;应用现状;研究进展
基金项目(Foundation): 煤层气资源与成藏过程教育部重点实验室(中国矿业大学)开放基金资助项目(2022-001)
作者(Author): 程剑峰,白秀佳,徐强
参考文献(References):
- [1]邓祥征,蒋思坚,刘冰,等.全球二氧化碳浓度非均匀分布条件下碳排放与升温关系的统计分析[J].自然资源学报,2021,36(4):934-947.
- [2]桑树勋,刘世奇,陆诗建,等.工程化CCUS全流程技术及其进展[J].油气藏评价与开发,2022,12(5):711-725,733.
- [3]HANIFA M,AGARWAL R,SHARMA U,et al. A review on CO2capture and sequestration in the construction industry:Emerging approaches and commercialized technologies[J]. Journal of CO2Utilization,2023,67.
- [4]张欣怡.碳排放权交易政策对我国火电厂碳效率的影响规律与作用机制研究[D].山东济南:山东大学,2022.
- [5]柳康,许世森,李广宇,等.基于整体煤气化联合循环的燃烧前CO2捕集工艺及系统分析[J].化工进展,2018,37(12):4897-4907.
- [6]罗双江,白璐,单玲珑,等.膜法二氧化碳分离技术研究进展及展望[J].中国电机工程学报,2021,41(4):1209-1216,1527.
- [7]刘敦禹,蔡雨阳,金晶,等.富氧燃烧烟气净化工艺研究进展[J].洁净煤技术,2021,27(2):79-91.
- [8]LIN J,LUO K,HU C,et al. Full-loop simulation of a 1 MWth pilot-scale chemical looping combustion system[J]. Chemical Engineering Science,2022,249.
- [9]司桐,王春波,刘瑞琪,等.基于高温除尘的燃煤污染物一体化控制路线能效多属性综合评价[J].动力工程学报,2020,40(2):161-168.
- [10]徐立龙,任静.二氧化碳回收及利用分析[J].广州化工,2017,45(11):180-182.
- [11]樊佑坤,陈彤,王公应.二碳酸酯的二氧化碳吸收性能研究[J].化学研究与应用,2020,32(12):2218-2223.
- [12]HASSAN A S,JEEWAN P,DONALD R,et al. Hybrid-Slurry/Nanofluid systems as alternative to conventional chemical absorption for carbon dioxide capture:A review[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control,2021,110.
- [13]YANG Y,ZHANG P,WANG L. Parametric analysis of thermalpulse regeneration of activated alumina in temperature swing adsorption process used for gas dehydration[J]. Applied Thermal Engineering,2018,141:762-774.
- [14]张金星,黄志甲,张样,等.醇胺法捕集高炉煤气CO2工艺吸收剂的优选[J].安徽工业大学学报(自然科学版),2021,38(2):169-174.
- [15]张瑞.有机胺溶剂化学结构与二氧化碳吸收-解吸性能构效关系的探究[D].湖南长沙:湖南大学,2018.
- [16]丁明月,刘梦龙,岳海荣,等. TEPA/MCM-41固体胺吸附剂的制备及其CO2吸附性能研究[J].应用化工,2019,48(11):2533-2537.
- [17]林晓巍,陈鸿伟,何骏鹏,等.基于醇胺吸收法的烟气脱碳特性研究[J].黑龙江电力,2014,36(4):310-312,316.
- [18]王璐璐.醇胺吸收富液中CO2的化学解吸试验研究[D].江西南昌:华东交通大学,2021.
- [19]王云,赵永椿,张军营,等.燃煤电厂醇胺化学吸收法捕集和封存CO2全生命周期碳排放分析[J].动力工程学报,2011,31(5):362-368.
- [20]李耀东,李振林,王辉,等.燃烧后化学吸收法脱碳节能工艺研究进展[J].现代化工,2023(4):60-65
- [21]金炜,牛迪,陈爽,等.气相色谱法测定氧气中二氧化碳的方法改进[J].低温与特气,2022,40(2):40-42.
- [22]杨明智.应用于CO2捕集过程的膜组件结构优化[D].辽宁大连:大连理工大学,2021.
- [23]蒋林伶,严超,段志伟,等.二氧化碳回收利用技术及在电解锰行业应用研究[J].中国锰业,2022,40(3):48-53.
- [24]赵惠蓉.小PSA技术回收废气中氢的研究[J].山西化工,2021,41(4):61-62,119.
- [25]张晓萌,刘林杰,单晓雯.吸附法油气回收装置真空再生系统对比分析[J].安全、健康和环境,2014,14(8):40-43.
- [26]张娜.膜技术脱除煤层气中CO2的应用及特性研究[D].辽宁抚顺:辽宁石油化工大学,2020.
- [27]王佳铭,阮雪华,贺高红.面向不同工业二氧化碳分离体系的膜材料研究进展[J].化工学报,2022,73(8):3417-3432.
- [28]《山西化工》编辑部.高性能超薄二氧化碳分离膜制备成功[J].山西化工,2021,41(4):279.
- [29]陆诗建,高丽娟,彭松水,等. CO2回收液化工艺的优化[J].化工进展,2019,38(5):2515-2520.
- [30]张艺峰.相变溶剂吸收二氧化碳反应的动力学研究[D].北京:华北电力大学,2019.
- [31]李娟.基于CCS的CO2富液钙法再生-矿物固定实验研究[D].江西南昌:华东交通大学,2020.
- [32]田康,曹利,黄学敏.膜吸收法脱除含硫化氢气体的实验研究[J].应用化工,2019,48(3):545-549,553.
- [33]周利红,窦晓春.论煤化工项目二氧化碳回收和应用[J].当代石油石化,2017,25(6):27-32.
- [34]刘建华.国内燃煤锅炉富氧燃烧技术进展[J].热力发电,2020,49(7):48-54.
- [35]翟明洋,林千果,马丽,等.电力行业碳捕集现状和发展趋势[J].环境科技,2014,27(2):65-69.
- [36]万太浩,张金生,梁华,等.200MW富氧燃烧碳捕获示范工程控制策略分析[J].科技资讯,2015,13(16):73,77.
- [37]杨晴,孙云琪,周荷雯,等.我国典型行业碳捕集利用与封存技术研究综述[J].华中科技大学学报(自然科学版),2023,51(1):101-110,145.
- [38]ZHAO R, ZHANG L, ZHANG S, et al. The full chain demonstration project in China—status of the CCS development in coalfired power generation in GuoNeng Jinjie[J].International Journal of Greenhouse Gas Control,2021,110.