控制和減緩電力生產(chǎn)過程中CO2排放的技術(shù)

王卿瑋　深圳供電局有限公司　518000

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控制和減緩電力生產(chǎn)過程中CO2排放的技術(shù)

王卿瑋深圳供電局有限公司518000

【文章摘要】

當(dāng)前，控制溫室氣體最為有效的一個(gè)措施就是從熱力發(fā)電站當(dāng)中分離出CO2，之后將其儲(chǔ)存起來，并應(yīng)用在一個(gè)相對比較合理的地方。當(dāng)前我國相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)在不斷的發(fā)展，同時(shí)也出現(xiàn)了很多相關(guān)的技術(shù)，這對電力生產(chǎn)過程中溫室氣體控制而言有著十分積極的意義。本文主要分析了控制和減緩電力生產(chǎn)過程中CO2排放的技術(shù)，以供參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】

電站；煙氣；分離CO2；儲(chǔ)存CO2

在當(dāng)今的電力生產(chǎn)過程中，控制和減緩CO2的排放成為了非常重要的一項(xiàng)工作內(nèi)容，這主要是因?yàn)樵陔娔苌a(chǎn)的過程中所排出的CO2氣體占?xì)怏w總排放量的3成以上，此外其也成為了CO2氣體的排放源，相關(guān)的研究表明要控制CO2的排放量，我們主要可以從三個(gè)方面入手：首先是采取有效的措施提高電力生產(chǎn)的效率。其次是尋找更多的替代性資源。再次是直接從電力發(fā)電站的煙氣當(dāng)中對CO2氣體進(jìn)行分離，之后采取有效的措施對其進(jìn)行儲(chǔ)存和利用。

1　電站煙氣分離CO2的技術(shù)分析

1.1吸收分離法

這種方法主要就是借助吸收劑溶液對混合氣體進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗拖礈鞆亩蛛x出CO2氣體的方式。按照吸收劑對其進(jìn)行分類，它又可以分成兩種不同的形式，一種是化學(xué)吸收，一種是物理吸收。

煙氣在吸收塔之內(nèi)和洗手液呈逆向的流動(dòng)，其中的CO2和吸收劑通過化學(xué)反應(yīng)能夠形成一種聯(lián)結(jié)較弱的化合物，在對煙氣進(jìn)行處理之后，我們可以及時(shí)的將其排出。CO2含量較多的吸收液會(huì)直接進(jìn)入到還原塔當(dāng)中，在對其進(jìn)行了加熱處理之后，可以將CO2釋放出來，此外，吸收劑也能在這一過程中重復(fù)使用。在實(shí)際的工作中，常用的化學(xué)吸收劑有單乙醇氨、二乙醇氨以及甲基二乙醇氨等，化學(xué)吸收的方法在吸收能力上會(huì)受到化學(xué)平和女的影響，所以這種方法一般會(huì)應(yīng)用在濃度較低的CO2分壓煙氣當(dāng)中。

物理吸收法的整個(gè)過程護(hù)額化學(xué)吸收法的原理基本上是相同的，只是吸收劑對于CO2的吸收是根據(jù)物理方式的原理而操作的。吸收劑再生一方面可以使用加熱的方式來實(shí)現(xiàn)，另一方面也可以使用降低壓力的方式對其進(jìn)行處理。在處理的過程中比較常用的吸收劑有甲醇、多乙烯乙二醇以及N-甲基-2-吡咯烷等等。

1.2吸附分離法分析

這種方法是氣體和吸附表面活性點(diǎn)之間的分子之間存在的引力而實(shí)現(xiàn)其功能的，CO2吸附劑通常是一些活性炭或者是沸石等等，吸附分離的整個(gè)過程實(shí)際上就是對吸附材料的濾床固體材料進(jìn)行填充的過程。按照濾床具體的工作條件，吸附的過程也可以分成多種形式，比如說變壓吸附和變溫吸附，在開展變壓吸附時(shí)，煙氣會(huì)在高壓及低溫的條件下進(jìn)入到床層當(dāng)中，此外，濾床內(nèi)的吸附材料也具有非常強(qiáng)的再生作用，此時(shí)，濾床就會(huì)進(jìn)入到下一個(gè)操作循環(huán)當(dāng)中。在采用變溫吸附的時(shí)候，濾床之中被吸附的溫室氣體被排出，此外吸附劑還具有再生的作用，這些都是在溫度大幅上升的條件下才完成的，變溫吸附在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的消耗是變壓吸附系統(tǒng)的2—3倍，同時(shí)其體積也相對較大，吸附劑再生的整個(gè)時(shí)間也相對較長，所以變壓吸附系統(tǒng)的優(yōu)越性更為明顯。

1.3薄膜分離方法

薄膜分離方法通常又可以分成兩類，一類是氣體分離技術(shù)，一種是氣體吸收膜技術(shù)。

氣體分離膜技術(shù)主要是借助噢噢噢噢混合氣體和薄膜材料之間產(chǎn)生的物理或者是化學(xué)反從而使得成分可以以較快的速度穿過這一薄膜。薄膜可以將混合氣體分成穿透氣流以及剩余的氣流兩個(gè)組成部分，氣體分離薄膜的分離能力主要受到薄膜材料的選擇性和穿透氣流對總氣流的流量比及壓力比，薄膜的種類有很多，當(dāng)前應(yīng)用比較多的有陶瓷、金屬氧化物等等。

1.4低溫分離法

這種方法在應(yīng)用的過程中通常是借助低溫冷凝分離CO2的方式對其進(jìn)行分離的物理過程。通常是將煙氣進(jìn)行反復(fù)的壓縮和冷卻之后，這樣就可以十分有效的水的CO2氣體發(fā)生明顯的相變情況，從而就能夠十分有效的對煙氣中的溫室氣體進(jìn)行分離。為了可以更好的防止煙氣中水蒸氣在冷卻的時(shí)候?qū)ο到y(tǒng)的正常運(yùn)行造成不利的影響，我們在處理的過程中還需要在分離工作之前對煙氣進(jìn)行干燥處理，確保煙氣當(dāng)中沒有水分。

2　CO2的處理

2.1CO2的儲(chǔ)存

2.1.1海洋儲(chǔ)存

采用海洋儲(chǔ)存CO2我們暫且口而已是為縮短碳從大氣到深海緩慢傳遞的一個(gè)重要的方式，在很多時(shí)候，CO2會(huì)直接混合在海水當(dāng)中，同時(shí)其應(yīng)該到達(dá)一個(gè)相對較為平衡的濃度，在特定的條件下CO2可以和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳的水合物，從而可以長期的保存在水下，還有一部分是借助海洋沉淀物的形成而徹底從大氣中分離出去，其釋放的深度范圍為1000m—3000m之間，主要的實(shí)施方案有管道輸送和傾倒干冰等多種方式。

2.1.2地下蓄水層儲(chǔ)存

能夠儲(chǔ)存CO2的儲(chǔ)水層當(dāng)中一般都含有鹽分，同時(shí)其一般會(huì)在800m以上的深度，它在世界范圍之內(nèi)都有著非常廣泛的分布，同時(shí)其在儲(chǔ)量方面僅僅比海洋要小一些，儲(chǔ)水層儲(chǔ)存是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的CO2儲(chǔ)存方式，此外，這一方法實(shí)際上也存在著非常強(qiáng)的可行性。

2.1.3利用廢棄的油、氣井儲(chǔ)存

將CO2儲(chǔ)存在廢棄的油、氣井的方法是比較容易被大眾接受的，油、氣井的地質(zhì)結(jié)構(gòu)研究已經(jīng)十分的成熟，同時(shí)，其表面和地下的一些設(shè)施也是能夠得到全面應(yīng)用的，為了擴(kuò)大其儲(chǔ)存的容量，我們可以將CO2氣體院所到臨界的壓力之上，儲(chǔ)存CO2之后的油氣井一定要有非常完善的密封措施。

2.2CO2的利用

2.2.1化學(xué)利用

化學(xué)利用是指以CO2，為原料來生產(chǎn)一些化工產(chǎn)品，且產(chǎn)品應(yīng)是低能耗、高附加值、使用量大和能水久儲(chǔ)存CO2的。目前的研究主要有:(1)催化加氫:合成甲醇、甲烷和甲酸等;(2)高分子合成:合成聚碳酸酷、橡膠等;(3)有機(jī)合成:合成尿素衍生物等。

2.2.2加強(qiáng)石油恢復(fù)((EOR)

EOR法中應(yīng)用CO2，即可提高原油開采量，又可使部分CO2存儲(chǔ)在油井中減少向大氣的排放。FOR法的原理是，將高壓CO2注入油田后與原油形成混合物，把原油推入生產(chǎn)油井。CO2，作為伴氣隨原油-起進(jìn)入地面后，經(jīng)油氣分離、重新壓縮、補(bǔ)充后再注入油田使用。這是一項(xiàng)較為成熟的技術(shù)，美國在70年代就己有商業(yè)化的應(yīng)用?；谕瑯拥乃枷?，利用注入CO2從煤層獲得甲烷氣的技術(shù)，目前也正在工程試驗(yàn)之中。

2.2.3生物固化

和陸地上的植物能夠借助光合作用對CO2產(chǎn)生固化作用相同，研究人員發(fā)現(xiàn)，一些誰藻類的浮游生物也能夠吸收非常多的CO2，同時(shí)還能將其轉(zhuǎn)換成機(jī)體所需的組織，此外其不需要對CO2進(jìn)行預(yù)分離處理，所以，我們也可以借助培養(yǎng)藻類生物來去除CO2。

3　結(jié)束語

本文中所介紹的幾種技術(shù)都具有較強(qiáng)的可行性，它們可以獨(dú)自或者是相互結(jié)合的應(yīng)用在不同的電力生產(chǎn)過程當(dāng)中，其中PF和MEA方法是眾多方法當(dāng)中綜合效益最高的形式，但是從當(dāng)前的發(fā)展情況來看，還需要對其進(jìn)行更加深入的研究，這樣才能更加有效的降低生產(chǎn)的成本投入，完善其應(yīng)用的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高潔，郭斌.溫室氣體二氧化碳的回收與資源化[J].污染防治技術(shù).2007(01)

[2]晏水平、方夢祥、張衛(wèi)風(fēng)、駱仲泱、岑可法.煙氣中CO2化學(xué)吸收法脫除技術(shù)分析與進(jìn)展[J].化工進(jìn)展.2006(09)