CO2 - Belfer Center for Science and International Affairs

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CO2 - Belfer Center for Science and International Affairs

NPCC

化 学 吸 收 法 捕 集 CO2 在 中 国 的 发 展

Status of Chemical Absorption Technology in China

李 振 中

PhD. Zhenzhong LI

国 家 电 站 燃 烧 工 程 技 术 研 究 中 心

National Power Plant Combustion

Engineering Research Center


• 1. 世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summary of CO2 Control Technology in the World

• 2. CO2 减 排 方 面 中 国 的 技 术 研 究 情 况

Research of CO2 Control Technology in China

• 3. 中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

• 4. 中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 的 设 想

Contemplations of Chemical Absorption in China

• 5. 中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 结 论

Summary of Chemical CO2 Control in China


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

CO2 排 放 的 情 况 (World CO2 Emission)

不 同 地 区 CO2 排 放 情 况 (1973~2030) 不 同 能 源 的 CO2 排 放 情 况 (1973~2030)

CO2 减 排 的 主 要 问 题 (Main Problems in CO2 Control)

传 统 能 源 消 费 方 式 下 低

浓 度 CO2 的 捕 集 问 题

(CO2 Capture )

&

捕 集 的 CO2 进 一 步

利 用 和 贮 存 的 问 题

(CO2 Storage)


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

世 界 CO2 减 排 的 主 流 技 术

World CO2 Control Tech.

CO2 减 排 主 流 技 术

(CO2 Control Tech.)

化 学 法 捕 集 燃 煤 烟

气 中 低 浓 度 CO2

(Chem. CO2 Capture)

有 H/C 转 换 的 整 体 煤

气 化 联 合 循 环 装 置

(H/C Shift--IGCC)

富 氧 循 环 燃 烧 技 术

(OXY-Fuel

Combustion)

减 排 的 CO2 的 贮 存 技 术

CO2 Storage Tech.

CO2 的 资 源 化 ( Used for Resource )

注 入 油 田 或 煤 矿 驱 油 (EOR) 或 煤 层 气

Puts into oilfield (EOR) or coal mine for Gas

CO2 的 埋 藏 (Embedding)

在 深 海 、 岩 层 或 地 层 中 的 埋 藏

Embedding in the deep sea, rock or underground


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

化 学 法 捕 集 CO2: 氨 法 、 胺 类 (MEA)。

CO2 Capture by Ammonia & MEA Chemical Absorbent

MEA 法 脱 CO2 的 流 程 图 (Amine Capture CO2 System)


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

化 学 法 捕 集 CO2 工 艺 优 缺 点

(Excellences & Shortages of Chem. CO2 Capture)



(Excellences)

• 成 熟 工 艺 , 安 全 可 靠 ;

excellent technology,safe and reliable

• 脱 除 效 率 高 , 运 行 稳 定 ;

high effect removal,stable running

• 系 统 简 单 , 维 护 方 便 ;

simple system, convenient maintenance

• 对 原 系 统 改 造 少 , 适 合 现 有 电 站 CO2 减 排 改 造 。

Less change of original system,



(Shortages)

• 吸 收 剂 的 再 生 能 耗 高 ;

high renewable energy of absorbent

• 系 统 中 的 设 备 易 腐 蚀 ;

easy-corrosion of equipments in the system

• 胺 类 吸 收 剂 的 降 解 偏 高 , 运 行 成 本 偏 高 。

high degradation of absorbent and high cost of running


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

有 H/C 转 换 的 整 体 煤 气 化 联 合 循 环 装 置 (H/C Shift--IGCC)

CO2 捕 集 的 IGCC 电 厂 的 流 程 图 (IGCC Power Plant with CO2 Capture)


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

有 H/C 转 换 的 IGCC 的 技 术 特 点 (Characters of H/C Shift--IGCC)

1. 燃 烧 前 除 去 了 CO2, 提 高 了 发 电 的 效 率 ;

Remove CO2 before combustion, improve efficiency of power generation.

2.CO2 的 浓 度 高 , 利 于 吸 收 法 或 其 它 分 离 方 法 对 CO2 的 脱 除 ;

High concentration of CO2 is good to CO2 removal by absorption method

and other separation method

3. 由 于 硫 等 污 染 物 的 专 门 工 序 脱 除 , 使 产 品 的 CO2 纯 度 高 ;

Special technology removal for S and other pollutant, get high CO2 content

in the production

4. 实 现 了 与 制 氢 的 多 联 产 工 艺 路 线 。

Realization of the hydrogen production process of co-production route


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

有 H/C 转 换 的 IGCC 工 艺 的 优 缺 点

(Excellences & Shortages of H/C Shift IGCC)



(Excellences)

缺 点

(Shortages)

• 实 现 了 多 污 染 物 综 合 治 理 ;

removal multi--pollutant

• 提 高 了 CO2 的 浓 度 , 利 于 吸 收 分 离 ;increase

the CO2 concentration is good to absorption

• 是 制 氢 与 脱 除 CO2 的 多 联 产 工 艺 ;

Is hydrogen production process of coproduction

CO2 综 合 脱 除 运 行 成 本 低 。

low cost of CO2 removal run

• 系 统 太 复 杂 , 技 术 难 度 大 ;

simple system, difficult technology

• 产 生 的 CO2 还 要 靠 化 学 法 等 工 艺 才 能 除 去 ;

CO2 produced can be removed by chemical method

• 要 实 现 多 联 产 和 污 染 零 排 放 , 投 资 和 占 地 较 大

More investment and space to realize co-production

and zero-pollution


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

富 氧 循 环 燃 烧 技 术 (OXY-Fuel Combustion)

富 氧 燃 烧 是 让 碳 氢 燃 料 在 接 近 纯 氧 的 条 件 下 燃 烧 , 优 点 是 能 得 到 约 100% 的 CO2

OXY_Fuel combustion let Hydrocarbon fuels burn in the nearly pure O2, the

advantage of which can get nearly 100% CO2.

OXY-Fuel

工 艺 流 程 图 (OXY

(OXY-Fuel Process Frame)


世 界 CO2 减 排 的 主 要 技 术

Summery of CO 2 control technology in the world

富 氧 循 环 燃 烧 技 术 的 技 术 特 点

(Advanced of OXY-Fuel Combustion Technology)

♥ 燃 烧 产 物 中 CO2 的 浓 度 达 95% 以 上 , 可 以 直 接 分 离 ;

CO2 reaches more than 95% in the combustion production can be separated

directly

♥ SO2 脱 除 90% 以 上 , 可 省 去 烟 气 脱 硫 设 备 ;

more than 90% SO2 removal can reduced flu gas Desulfurization facility

♥ NOx 的 生 成 量 减 少 ( 减 少 25-50%) 可 不 用 或 少 用 脱 氮 设 备 , 减 少 费 用 ;

the production of NOX reduces (25-50%) can saved Denitrification facility,

reduce the cost

♥ 可 直 接 在 现 有 燃 煤 锅 炉 上 改 造 实 现 , 风 险 性 小 。

Improve in the original coal-fired boiler directly, low risk


CO2 减 排 方 面 中 国 的 技 术 研 究 情 况

Research of CO2 control technology in China

中 国 在 CO2 减 排 方 面 的 情 况

(CO2 control situation in current China)

能 源 结 构 : 我 国 目 前 每 年 生 产 和 消 费 的 化 石 能 源 约 占 全 球 能 源 总 量 的

10%, 相 当 于 排 放 出 全 球 CO2 总 排 放 量 的 10% 。 中 国 目 前 的 能 源 消 费 结 构

中 煤 的 比 重 为 62%, 油 气 比 重 为 24% 。 我 国 大 气 污 染 物 中 ,85% 的 CO2

60% 的 NO2 来 自 煤 的 燃 烧 。CO2 排 放 密 度 比 世 界 平 均 水 平 高 出 26%。

Energy structure: at present, the production and cost of fossil energy in

China has been 10% of the total energy all over the world, which equals to

10% emission of the total CO2 emission all over the world. In the current

energy cost structure of China, coal is 62%, oil gas is 24%. In the air

pollutant of China, 85%CO2 and 60% NO2 comes from the fired coal, the

density of CO2 emission is 26% higher than world average level.


CO2 减 排 方 面 中 国 的 技 术 研 究 情 况

Research of CO2 control technology in China

面 临 任 务 : 中 国 经 济 快 速 发 展 , 能 源 消 费 和 CO2 排 放 速 度 持 续 增 长 , 需 要 减

CO2

Facing task: high-speed development of China economy, continuously increase

of energy cost and CO2 emission, need to CO2 control

减 排 对 策 :

Method to CO2 control:

节 能 和 提 高 效 率 ;

Energy-saving and improve efficiency

CO2 捕 集 利 用 新 技 术 的 开 发 和 推 广 应 用 ;

Development and appliance of new CO2 capture and utilization technology

制 定 相 关 的 政 策 法 规 。

Making related policy and rule


CO2 减 排 方 面 中 国 的 技 术 研 究 情 况

Research of CO2 control technology in China

中 国 在 CO2 减 排 研 究 方 面 的 情 况

(CO2 control research in current China)

原 有 技 术 的 研 究

Study on Original technology

新 技 术 的 研 究

Study on new technology

MEA 化 学 法 脱 除

MEA chemical method

变 压 吸 附

Pressure-Alter Adsorption

氨 吸 收 剂 的 多 污 染 物 脱 除

Multi-pollutant removal

by ammonia absorbent

IGCC 技 术

IGCC Tech.

富 氧 循 环 燃 烧

OXY-Fuel Combustion


CO2 减 排 方 面 中 国 的 技 术 研 究 情 况

Research of CO2 control technology in China

MEA 等 吸 收 剂 的 化 学 法 脱 除 CO2 研 究 情 况

(Chemical method capture CO2 with MEA etc.)

主 要 是 针 对 原 工 艺 的 MEA 腐 蚀 大 、 易 降 解 、 再 生 能 耗 高 等 到 缺 点 进 行 的 研 究 , 加

入 抗 氧 化 剂 、 活 化 剂 和 缓 蚀 剂 等 , 一 定 程 度 上 解 决 了 原 工 艺 的 缺 陷 。 已 在 石 油 化 工

领 域 应 用 。

Study on shortages of original technology, such as MEA heavy corrosion, easy to

degradation, and high renewable energy loss, by adding Antioxidants, activator

inhibitor, etc, solve the certain storages of original technology, and it has been used

in oil and chemical field.

氨 水 吸 收 剂 的 化 学 法 脱 除 CO2 研 究 情 况

(Chemical method capture CO2 with ammonia )

根 据 中 美 两 国 政 府 关 于 化 石 能 协 议 附 件 IV 的 规 定 , 由 中 国 NPCC 与 美 国 NETL 联

合 研 究 开 发 了 针 对 PC 炉 的 烟 气 氨 水 吸 收 CO2 的 工 艺 。

According to the Annex-IV of China-U.S. Fossil Energy Protocol, NPCC and NETL

study and develop the technology for CO2 capture in flue gas by spraying aquerous

ammonia.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

在 中 国 科 技 部 和 美 国 能 源 部 《 关 于 化 石 能 技 术 开 发 和 利

用 领 域 合 作 议 定 书 》 的 框 架 下 , 国 家 电 站 燃 烧 工 程 技 术 研 究

中 心 (NPCC) 和 美 国 能 源 部 国 家 能 源 技 术 实 验 室 (NETL)

于 2001 年 8 月 31 日 在 北 京 签 订 了 上 述 “ 议 定 书 ” 附 录 IV-A“ 能 源

与 环 境 技 术 ” 的 “ 喷 淋 氨 水 减 排 CO2 和 生 产 长 效 NH4HCO3” 项

目 合 作 协 议 。

Under the frame of " fossil energy technology development and utilization

cooperation protocol” signed by Ministry of Science and Technology of

China (MOST) and the U.S. Department of Energy (USDOE), National

Power Plant Combustion Engineering Research Center (NPCC) and the

U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory (NE

TL) signed Annex-IV-A of the protocol mentioned above on August 31,

2001, Beijing, which including “spraying ammonia emission reduction

CO2 and the production of long-lasting NH4HCO3 ” project cooperation

protocol of “energy and environment technology”.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

根 据 协 议 ,NPCC 完 成 了 真 实 燃 煤 烟 气 中 CO2 进 行 喷 氨 吸 收

试 验 的 装 置 的 设 计 和 建 设 。 该 装 置 主 要 设 备 为 单 个 填 料 式 吸 收

塔 。 利 用 该 套 实 验 装 置 , 完 成 了 氨 喷 淋 吸 收 烟 气 中 CO2、NOX

和 SOX 等 污 染 物 的 实 验 研 究 。

According to the protocol, the design and establishment of true CO2 capture

by spraying aquerous ammonia in coal-fired flue gas test facility has

completed by NPCC. It adopted mono packing absorption tower as the main

facility, completed the test study of CO2, Nox ,SO2 and other pollutant

absorption by spraying aquerous ammonia, using this set of test facility.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

单 塔 工 艺 的 流 程 图

(Single Tower Process Frame)

单 塔 工 艺 的 图 片

(Single Tower Process Picture)


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

单 塔 工 艺 的 研 究 结 论

(Conclusions of Single Tower Process)

氨 水 可 吸 收 燃 煤 烟 气 中 CO2, SO2 及 NOX, 达 到 减 排 污 染 物 的 目 的 ;

CO2, SO2 and NOx in coal-fired flue gas can be absorbed by aquerous

Ammonia, in order to reduce the pollution

吸 收 产 物 在 溶 液 中 形 成 NH4HCO3,(NH4)2SO4 及 NH4NO3 三 种 物 质 的 混 合 物 ,

可 视 为 一 种 复 合 化 肥 ;

The absorption production can turned to the mixture of NH4HCO3, (NH4)2SO4

and NH4NO3 in the solution, which can be regarded as Compound Fertilizer

氨 水 浓 度 及 摩 尔 比 对 吸 收 率 影 响 大 , 浓 度 为 10%、15% 和 20% 的 氨 水 的 吸 收 效 率

分 别 为 55%、78% 和 93%。

The concentration of aquerous ammonia and molar has big influence on

Absorption rate, concentration 10% aquerous ammonia to 55% absorption rate,

And 15% concentration to 78% absorption, 20% concentration to 93% absorption


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

NETL 在 实 验 室 内 以 配 气 方 式 , 模 拟 电 站 锅 炉 烟 气 中 CO2 的 含

量 (12%~14%), 在 小 型 填 充 床 内 进 入 烟 气 中 的 CO2 被 一 定 浓

度 的 氨 水 吸 收 , 形 成 复 合 铵 盐 。NETL 还 用 小 型 设 备 进 行 CO2 的 再

生 工 艺 实 验 。

NETL use mixed air in lab to simulate the flue gas of boiler in the power

plant,with CO2 content (12%-14%), CO2 in the flue gas is absorbed by aquerous

ammonia with certain concentration in small sized packing facility, and turned

to be Ammonium Compound. NETL also use small sized equipment to run CO2

renewable technology test.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

NETL 用 15%CO2 和 85%N2 的 常 温 常 压 气 体 混 合 物 模 拟 烟 气 来

观 察 氨 水 吸 收 CO2 的 效 果 。 结 果 表 明 : 用 浓 度 28% 的 氨 水 喷 淋

时 , 约 97% 的 CO2 被 吸 收 ; 当 氨 水 的 浓 度 降 为 10% 时 ,CO2 被 吸

收 的 效 率 降 低 到 70%。NETL 还 对 吸 收 反 应 的 机 理 进 行 了 研 究 。

15% CO2 and 85% N2 is used to simulated flue gas to observe the effect of CO2

capture by aquerous ammonia. It is shown that 97% CO2 can be absorbed in

aquerous ammonia with 28% concentration; the CO2 absorption rate reduced to

70% with the concentration of aqueroua ammonia reduces to 10%. The

absorption reaction principle is also studied by NETL.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

2004 年 4 月 , 中 国 科 技 部 与 美 国 能 源 部 能 源 实 验 室 签 定 了 附

件 IV《CO2 捕 集 和 减 排 的 研 发 工 作 协 议 》, 协 议 提 出 在 沈 阳 建

立 长 期 的 合 作 机 构 “ 中 美 燃 煤 CO2 减 排 及 污 染 物 控 制 联 合 实 验 室

”; 燃 烧 中 心 负 责 建 设 三 塔 中 试 试 验 台 ,NETL 负 责 提 供 CO2

生 装 置 , 组 成 完 整 的 CO2 减 排 试 验 平 台 , 共 同 从 事 CO2 减 排 研

究 , 以 及 燃 煤 电 站 烟 气 多 种 污 染 物 一 体 化 脱 除 研 究 与 开 发 。

In April of 2004 Washington of U.S., Annex-IV of Research on CO2 capture

and control Protocol was signed by Ministry of Science and Technology of

China (MOST) and U.S. Department of Energy (U.S. DOE), which suggests to

establish a long-term cooperation institute, China-U.S. “coal-fired CO2 and

multi-pollutant control unite Laboratory” ; NPCC is responsible for

establishing tri-tower, NETL provides CO2 regeneration facility, and build up

integrate CO2 control test platform, and cooperate on the study of CO2

control, and study and development of the integral technology on multipollutant

removal of coal-fired power plant.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

NPCC 完 成 的 工 作 :

(Completed Works in NPCC )

• 三 塔 吸 收 燃 煤 烟 气 CO2 试 验 台 的 设 计 和 建 设 ;

Design and establishment of CO2 capture from flue gas by tri-tower test platform

• 三 塔 吸 收 燃 煤 烟 气 CO2 的 试 验 研 究 工 作 ;

Study on CO2 capture from coal-fired flue gas by tri-tower test

• 燃 煤 烟 气 多 污 染 物 一 体 化 脱 除 的 研 究 工 作 ;

Study on integration technology on multi-pollutant removal from flue gas

• 煤 电 站 烟 气 中 CO2 捕 集 的 工 程 化 工 作 ;

Project of CO2 capture from flue gas in coal-fired power plant

• 在 NPCC 成 立 了 “ 辽 宁 省 燃 煤 CO2 减 排 及 污 染 物 综 合 控 制 开 放 重 点 实 验 室 ”

Established “Liaoning coal-fired CO2 and pollutant control key laboratory” in NPCC


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

























原 料 入 口







三 塔 CO2 捕 集 试 验 装 置 图 片

(Tri-Tower Tower Facility Picture)

烟 气

T,V,C



换 热 器

T,C

取 样

取 样

T

C

V

温 度

组 份 浓 度

烟 气 流 速

测 点 符 号 说 明

T,C





T,C





T




排 污

三 塔 CO2 捕 集 试 验 装 置 流 程 图

(Tri-Tower Tower CO2 Capture Facility Frame)


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

燃 煤 烟 气 CO2 脱 除 试 验 台 的 基 本 参 数

(basic parameters of caol-fired flue gas CO2 capture test platform)

燃 煤 量 (coal consumed, kg/h) 10~30

烟 气 流 量 (flow of flue gas, m 3 /h) 50~200

除 尘 效 率 (efficiency of dedust, %)

≥99

氨 加 入 量 (aquerous ammonia added, kg/h,20%) 50~400

反 应 温 度 (reaction temperature, ℃) 20~40


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

三 塔 吸 收 CO2 试 验 研 究 结 果 与 分 析

The test results and analysis of CO2 capture by tri-tower

吸 收 效 率 (%)

82.0

80.0

78.0

76.0

74.0

72.0

氨 水 浓 度 :

15%

MR 0.8:1

MR 1.2:1

MR 1.6:1

温 度 的 影 响

Temperature

70.0

68.0

66.0

10 15 20 25 30 35 40

温 度 (℃)

95

90

低 温 利 于 氨 水 吸 收 燃 煤 烟 气 中 CO2, 温

度 对 高 浓 度 氨 水 的 吸 收 影 响 大 。

Low temperature is good to CO2 Capture

by aquerous ammonia in Coal-fired flue

gas, temperature Influences much on

absorption of high concentration aquerous

ammonia.

吸 收 效 率 (%)

85

80

75

70

65

60

氨 水 浓 度 :

17.5%

MR 0.8:1

MR 1.2:1

MR 1.6:1

BOILER

20 25 30 35 40

温 度 (℃)


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

吸 收 效 率 ( % )

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

MR 0.8:1 100

MR 1.2:1 90

80

MR 1.6:1

70

温 度 :30℃ 温 度 :40℃

60

5 7 9 11 13 15 17 19

氨 水 的 浓 度 (%)

是 氨 水 吸 收 CO2 最 重 要 影 响 因 素 ,

高 浓 度 氨 水 的 吸 收 效 果 好 。

Concentration is the most important

factor in absorption test, high

concentration is good to CO2 capture.

吸 收 效 率 ( % )

50

40

30

20

10

0

氨 水 浓 度 的 影 响

Absorbent Concentration

MR 0.8:1"

MR 1.2:1

MR 1.6:1

5 7 9 11 13 15 17 19

氨 水 浓 度 (%)


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Research Development of Chemical Absorption in China

三 塔 氨 水 吸 收 CO2 的 试 验 研 究 结 论 :

Conclusion of Tri-Tower process for CO2 Capture

1. 温 度 低 利 于 对 CO2 的 脱 除 ,30℃ 比 40℃ 时 的 吸 收 效 率 高 3%~11%;

Low temperature is good to CO2 removal, the absorption rate is

3%-11% higher on 30℃than on 40℃

2. 高 浓 度 氨 水 吸 收 的 效 果 好 ,17.5% 的 吸 收 率 可 达 91%;

Better absorption in high concentration of aquerous ammonia, the

absorption rate can reach 91% in the concentration of 17.5%

3. 与 单 塔 系 统 相 比 , 脱 除 的 效 率 提 高 2%~5%,

The removal rate increased 2%-5%, compared with mono-tower

4. 消 除 了 废 气 中 氨 的 逃 逸 问 题 , 出 口 烟 气 中 漏 失 氨 不 高 于 5ppm。

Solve the problem of ammonia slip in emmisions, the ammonia

slip can be controlled below 5 ppm.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

燃 煤 烟 气 多 污 染 物 一 体 化 脱 除 研 究

(integration technology on multi-pollutant removal from coal-fired flue gas)

通 过 对 氨 水 法 吸 收 CO2 与 MEA 工 艺 进 行 比 较 ,NPCC 与 NETL 得 出 以 下 结 论 :

Compared with the technology of CO2 capture by aquerous ammonia and MEA,

conclusion is shown as following:

‣ 氨 水 工 艺 的 吸 收 能 力 增 加 两 倍 或 更 多 ;

the absorption ability increases twice or more of aquerous ammonia technology

‣ 解 吸 和 吸 收 剂 的 再 生 能 源 消 耗 减 少 了 49%~64%;

renewable energy loss of Absorbent and desorption reduce 49%~64%

‣ 吸 收 剂 的 补 充 成 本 仅 为 MEA 工 艺 的 1/6 ;

The added cost of absorbent only reaches 1/6 of MEA technology

‣ 脱 除 CO2 的 工 艺 能 与 脱 除 其 它 污 染 物 的 工 艺 进 行 集 成 , 节 约 投 资 和 建 设

的 费 用 和 空 间 。

CO2 removal technology can be integrated with other pollutant removal technology,

saving cost and space investment and establishment.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

燃 煤 烟 气 多 污 染 物 一 体 化 脱 除 研 究

Research on integration technology on multi-pollutant removal from flue gas

NETL 提 出 了 多 种 燃 煤 烟 气

污 染 物 的 综 合 治 理 方 案 。

Reduction program of multipollutant

from coal-fired flue

gas has provided by NETL

多 污 染 物 一 体 化 脱 除 工 艺 框 图

(Integrated Multi-Pollution

Capture Frame)


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

燃 煤 电 站 烟 气 中 CO2 捕 集 的 工 程 化 工 作

NPCC 利 用 与 美 国 NETL 对 CO2 捕 集 的 研 究 成 果 , 以 CO2 驱 油 为 应 用 目

的 , 与 有 关 部 门 合 作 编 写 了 100MW 级 的 《 燃 煤 电 站 烟 气 二 氧 化 碳 分 离 与

驱 油 利 用 技 术 初 步 可 行 性 研 究 报 告 》。 得 出 了 以 下 的 结 论 :

Base on the result of CO2 capture test with U.S. NETL, aimed to CO2 EOR application,

NPCC wrote “Study report of CO2 separation and EOR of flue gas in the coal-fired

power plant.” the conclusion shows as following:

100MW 级 燃 煤 电 站 烟 气 CO2 减 排 与 污 染 物 一 体 化 控 制 技 术 的 工 程 改

造 , 预 计 工 程 投 资 额 为 7500 万 元 , 工 程 总 造 价 预 计 为 8350 万 元 , 单 位 造 价

835 元 / KW。 回 收 的 二 氧 化 碳 价 格 680 元 / 吨 、 硫 酸 铵 700 元 / 吨 、 硝 酸 铵

1600 元 / 吨 , 初 步 估 算 , 电 厂 可 以 盈 利 运 行 。

Project improvement of CO2 control and integration technology on multi-pollutant

removal from flue gas in 100MW coal-fired power plant, the budget of project

investment cost is 75,000,000 Yuan, the total project cost is 83,500,000 Yuan, unit

cost is 835 Yuan per ton. The price of recycled CO2 is 680 Yuan per ton, Sulfur

ammonium is 700 Yuan per ton, NH4NO3 is 1600 Yuan per ton, based on the budget

above, power plant can run with profit.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

NPCC 与 挪 威 方 面 的 合 作

Cooperated between NPCC and Norway Silica Tech ANS (ST)

CO2 的 捕 集 的 工 程 应 用 研 究 为 目 的 , 在 挪 威 政 府 与 NETL 的 安 排

之 下 , 挪 威 Silica Tech ANS (ST) 公 司 与 NPCC 于 2006 年 签 订 了 燃 烧 天

然 气 烟 气 CO2 捕 集 的 研 究 合 同 。NPCC 负 责 了 全 部 试 验 研 究 工 作 , 挪 威

Silica Tech ANS (ST) 公 司 负 责 工 程 应 用 。

To research on CO2capture and control, China National Power Plant Combustion

Engineering Research Center (NPCC) and Norway Silica Tech ANS (ST) signed a

purchase order for running CO2 capture tests in 2006 under the arrangement of

Norway government and NETL. Project application was responsible by Silica Tech

ANS (ST), and all of test work was responsible by NPCC.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

条 件 :

Test Condition:

燃 用 天 然 气 ,CO2 浓 度 :3~4%( 燃 煤 CO2 浓 度 12~14%);

Flue gas contains 3-4% CO2 by weight (coal-fired CO2 concentration 12-14%)

烟 气 温 度 :30°C;

Flue gas temperature: 30 °C

氨 水 作 为 吸 收 剂 , 浓 度 :17.5 % w/w;

Aqueous Ammonia as absorbent, its concentration: 17.5 % w/w

摩 尔 比 (NH3/CO2): 2;

NH3/CO2=2

三 塔 工 艺 系 统 。

Tri-tower technology system.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

带 液 体 均 分 装 置

Liquid Distributor

挪 威 烟 气 低 浓 度 CO2 脱 除 工 艺 框 图

(CO2 Capture Frame for Low Concentration in Flue Gas)


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

实 验 结 果

Test Results

CO2 的 吸 收 效 率 :75~80%

CO2 absorption rate: 75-80%

pH 值 :10.4

pH Value : 10.4

各 种 离 子 浓 度 : NH4+ 5.5(mol/l)

CO32- 1.9(mol/l)

HCO3- 1.7(mol/l)

concentration of ions:NH4+ 5.5(mol/l)

CO32- 1.9(mol/l)

HCO3- 1.7(mol/l)

烟 气 中 的 氨 : 5ppm

ammonia in flue gas: 5ppm


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 研 究 进 展 情 况

Research Development of Chemical Absorption in China

研 究 结 论

Conclusion

• 氨 水 是 捕 集 烟 气 中 CO2 的 很 好 的 吸 收 剂 , 烟 气 中 CO2 浓 度 为 3~4% 时 , 用

17.5% 的 氨 水 进 行 吸 收 , 氨 / 碳 摩 尔 比 为 2, 温 度 在 30°C 时 ,CO2 的 吸 收 效 率

为 75~80% ;

Aqueous ammonia is a kind of fitting absorbent for CO 2

capture in flue gas. High

concentration aqueous ammonia could conduct better CO 2

capture efficiency; At

30 ℃, CO 2

removal efficiency is 75~80% with CO 2

concentration of 3~4% in flue

gas and aqueous ammonia concentration of 17.5%.

• 生 成 产 物 是 碳 酸 铵 和 碳 酸 氢 铵 的 混 合 物 , 吸 收 液 的 PH 值 约 为 10.4;

product solution is a mixture. And pH is about 10.4.

• 反 应 器 设 计 采 用 了 喷 淋 、 填 料 、 液 体 分 布 器 , 提 高 吸 收 效 率 ;

The design of reaction equipment contains spraying, packing and liquid distributor

, in order to enhance absorption rate.

• 三 塔 工 艺 系 统 , 增 加 了 除 雾 装 置 , 即 提 高 了 吸 收 效 率 , 又 降 低 了 氨 逃 逸 。

Tri-tower technology system, added mist removal facility in NO.3 tower, in order to

enhance the absorption rate, also reduce the ammonia slip.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 的 设 想

Contemplations of Chemical Absorption in China

‣ 完 成 氨 水 法 三 塔 脱 除 CO2 的 工 程 技 术 研 究 开 发 ;

Complete the study and development of CO2 removal by tri-tower

using aquerous ammonia.

‣ 在 中 美 框 架 协 议 附 件 IV 的 基 础 上 , 继 续 与 美 方 的 研 究 合 作 ;

Based on the Annex-IV of China-U.S. frame protocol, continue to

cooperate with U.S. side.

‣ 建 立 100MW 级 的 利 用 CO2 进 行 驱 油 和 驱 煤 层 气

Establishing 100MW level demo-facility to EOR by CO2.


中 国 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 的 设 想

Contemplations of Chemical Absorption in China

‣ 建 立 燃 煤 电 站 烟 气 CO2 捕 集 、 封 存 和 利 用 的 示 范 工 程 装 置 ;

Establishing demo-facility of CO2 capture, storage and use in

coal-fired power plant.

‣ IGCC 装 置 的 化 学 吸 收 法 CO2 分 离 的 系 统 技 术 的 研 究 开 发 ;

Study and development of chemical absorption method for CO2

separation systematic technology by IGCC facility

‣ IGCC 装 置 的 化 学 吸 收 法 CO2 分 离 的 系 统 的 示 范 工 程 。

Demo-project of chemical absorption method for CO2 separation

system.


中 国 化 学 吸 收 法 CO 2 减 排 结 论

Summery of chemical CO2 control in China

‣ 我 国 的 化 学 吸 收 法 CO2 减 排 技 术 的 研 究 要 与 国 际 上 的 技 术 发 展

保 持 同 步 进 行 , 在 国 际 CO2 减 排 合 作 机 制 内 扩 大 与 先 进 研 究 机

构 的 交 流 与 合 作 ;

The study of CO2 control by chemical method in China needs to

keep pace with the international technology development, further

communication and cooperation with advanced institutions based

on the current CO2 cooperation system.

‣ 加 强 国 际 间 的 合 作 , 特 别 加 强 与 美 欧 间 的 合 作 , 重 点 利 用 好

中 国 科 技 部 与 美 国 能 源 部 签 订 的 化 石 能 合 作 的 政 府 间 协 议 ;

Further international communication, especial with U.S. and

European countries, making full use of China-U.S. Fossil Energy

Cooperation Protocol signed by Ministry of Science and Technology

of China (MOST) and U.S. Department of Energy (USDOE).


中 国 化 学 吸 收 法 CO 2 减 排 结 论

Summery of chemical CO2 control in China

‣ 我 国 在 化 学 法 吸 收 CO2 方 面 已 取 得 了 一 定 的 成 果 , 并 开 发

了 系 统 的 技 术 ;

China has got some results in CO2 absorption by chemical

method.

‣ 尽 快 建 立 以 利 用 CO2 为 目 的 的 示 范 工 程 , 在 取 得 一 定 经

验 后 , 再 逐 步 推 进 CO2 的 捕 集 和 贮 存 研 究 的 示 范 工 程 ;

Establishing ASAP demo-project aimed to use CO2, and then

improve demo-project of study on CO2 capture and storage

step by step, after got some experience.

‣ 加 强 IGCC 中 CO2 的 分 离 技 术 的 研 究 及 多 污 染 物 一 体 化 脱

除 技 术 的 研 究 和 应 用 。

Strengthen the study of CO2 Separation technology & study

and application of the integration technology on multipollutant

removal.

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