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常压烟气中二氧化碳大规模吸附捕集成套技术

气候变化问题已成为全世界关注的焦点，造成的各种全球性环境问题已向人类敲响了警钟。气候变化的主要原因是以二氧化碳 (CO2) 为主的温室气体的排放量迅速增加。由于我国煤炭能源占总能源70%，随着经济的快速增长，能源消耗需求量越来越大，CO2排放量逐年上升，受到世界各国的广泛关注。因此我国在参与《联合国气候变化框架公约》活动中遭受的压力将会越来越大，妥善应对全球气候变化问题，事关我国经济社会可持续发展目标的实现。在非化石能源体系完整建立前，CO2捕集和封存的技术 (CCS) 具有减少成本及增加实现温室气体减排灵活性的潜力。针对燃煤电厂、钢铁冶金、水泥建材和石油化工等大型工业常压烟气的巨大烟气流量和流速，提高了大规模CO2捕集系统运行的费用和技术难度，现有的分离技术面临着诸多挑战。无论是将CO2进行封存还是资源化利用，高效、低能耗的CO2捕集分离技术是目前的主要瓶颈。吸附法因其设备简单、能耗低、易于实现自动化操作、低腐蚀性、过程放大规律简单等因素具有一定的优势，是捕集分离CO2气体最有希望实现大规模应用的重要备选技术之一。燃煤电厂、钢铁冶金、水泥建材和石油化工等主要工业烟道气中CO2的大规模、低成本捕集需要通过多种手段的创新和集成才能完成，涉及新型高效吸附材料开发、循环吸附/脱附工艺优化、吸附设备设计、捕集过程与烟道气除湿除杂质过程及后续压缩液化利用或者封存过程的系统集成优化、工厂低品位余热的合理利用。华东理工大学对吸附法捕集CO2关键技术展开了系统研究，通过国际合作引进欧洲先进的吸附捕集技术，建立循环吸附/脱吸过程的数学模型，开发两级多塔循环吸附捕集CO2工艺模拟优化软件包。已设计和建设年处理量20万标米的常压烟道气CO2吸附捕集中试示范装置，捕集能耗比现有技术能耗下降20%以上，形成成套自主的CO2吸附捕集技术，为国家CO2减排计划提供先进技术支撑。

华东理工大学 2021-04-11