王卿瑋　深圳供電局有限公司　518000

?

控制和減緩電力生產(chǎn)過(guò)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(lái)，并應(yīng)用在一個(gè)相對(duì)比較合理的地方。當(dāng)前我國(guó)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(duì)電力生產(chǎn)過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)CO2氣體進(jìn)行分離，之后采取有效的措施對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)化學(xué)反應(yīng)能夠形成一種聯(lián)結(jié)較弱的化合物，在對(duì)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(duì)其進(jìn)行了加熱處理之后，可以將CO2釋放出來(lái)，此外，吸收劑也能在這一過(guò)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(guò)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(duì)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(lái)實(shí)現(xiàn)，另一方面也可以使用降低壓力的方式對(duì)其進(jìn)行處理。在處理的過(guò)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(guò)程實(shí)際上就是對(duì)吸附材料的濾床固體材料進(jìn)行填充的過(guò)程。按照濾床具體的工作條件，吸附的過(guò)程也可以分成多種形式，比如說(shuō)變壓吸附和變溫吸附，在開(kāi)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(guò)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(duì)較大，吸附劑再生的整個(gè)時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，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(guò)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(duì)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(guò)程中通常是借助低溫冷凝分離CO2的方式對(duì)其進(jìn)行分離的物理過(guò)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(duì)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?cè)谔幚淼倪^(guò)程中還需要在分離工作之前對(duì)煙氣進(jìn)行干燥處理，確保煙氣當(dāng)中沒(méi)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(duì)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(zhǎng)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(lái)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(kāi)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(guó)在70年代就己有商業(yè)化的應(yīng)用?；谕瑯拥乃枷耄米⑷隒O2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(duì)CO2產(chǎn)生固化作用相同，研究人員發(fā)現(xiàn)，一些誰(shuí)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(duì)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(lái)去除CO2。

3　結(jié)束語(yǔ)

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(guò)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(lái)看，還需要對(duì)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(mèng)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)