当前过量的CO_(2)排放已经引发了严重的气候危机,其中燃煤电厂的CO_(2)排放占据了较大比例,因此针对烟气碳捕集的研究成为关键。化学吸收法在碳捕集领因其成熟的技术,有望成为大规模碳减排应用的技术之一,但是较高的能耗和投资成本限制...当前过量的CO_(2)排放已经引发了严重的气候危机,其中燃煤电厂的CO_(2)排放占据了较大比例,因此针对烟气碳捕集的研究成为关键。化学吸收法在碳捕集领因其成熟的技术,有望成为大规模碳减排应用的技术之一,但是较高的能耗和投资成本限制了其进一步发展。传统的碳捕集与利用(Carbon Capture and Utilization,CCU)工艺中,捕集与利用2个步骤往往是分开进行的,前人们通过研发新型吸收剂、开发节能工艺等手段对捕集过程进行优化,同时开发更加高效安全的CO_(2)利用和封存技术。但是单独优化每个过程带来的能源效率回报不断减少。因此研究人员开始考虑综合碳捕集和利用技术的经济和能源效益,有学者提出使用电化学转化代替传统的吸收剂在解析塔内升温再生,将CO_(2)捕集和电化学转化利用整合在一起。基于传统的MEA湿法捕集工艺,利用Aspen Plus对基于有机胺的电解质来实现CO_(2)捕集与转化利用一体化(Integrated Carbon Capture and Utilization,ICCU)的方法建模分析,对两种工艺进行了技术经济分析。结果表明:相对于常规的CCU工艺,ICCU工艺的CO_(2)转化率和CO产量分别提升了6%和33%;同时ICCU工艺的能源效率(38.94%)也略高于CCU工艺(37.8%),伴随着电解能耗的相应增加,因此总体能源效益的改善并不显著。对电解温度进行灵敏度分析,发现当电解温度的升高,2种工艺的能源效率均呈下降趋势,但ICCU工艺的能效一直高于工艺;并且ICCU工艺的成本不断增加,当温度升高5℃,成本增加2%左右。在整体成本方面,ICCU工艺也具有一定的优势(6399.17元/t),并且系统能耗的下降是进一步降低成本的关键。综合来看,ICCU工艺在经济和能源效益都实现了一定的提高。展开更多
文摘当前过量的CO_(2)排放已经引发了严重的气候危机,其中燃煤电厂的CO_(2)排放占据了较大比例,因此针对烟气碳捕集的研究成为关键。化学吸收法在碳捕集领因其成熟的技术,有望成为大规模碳减排应用的技术之一,但是较高的能耗和投资成本限制了其进一步发展。传统的碳捕集与利用(Carbon Capture and Utilization,CCU)工艺中,捕集与利用2个步骤往往是分开进行的,前人们通过研发新型吸收剂、开发节能工艺等手段对捕集过程进行优化,同时开发更加高效安全的CO_(2)利用和封存技术。但是单独优化每个过程带来的能源效率回报不断减少。因此研究人员开始考虑综合碳捕集和利用技术的经济和能源效益,有学者提出使用电化学转化代替传统的吸收剂在解析塔内升温再生,将CO_(2)捕集和电化学转化利用整合在一起。基于传统的MEA湿法捕集工艺,利用Aspen Plus对基于有机胺的电解质来实现CO_(2)捕集与转化利用一体化(Integrated Carbon Capture and Utilization,ICCU)的方法建模分析,对两种工艺进行了技术经济分析。结果表明:相对于常规的CCU工艺,ICCU工艺的CO_(2)转化率和CO产量分别提升了6%和33%;同时ICCU工艺的能源效率(38.94%)也略高于CCU工艺(37.8%),伴随着电解能耗的相应增加,因此总体能源效益的改善并不显著。对电解温度进行灵敏度分析,发现当电解温度的升高,2种工艺的能源效率均呈下降趋势,但ICCU工艺的能效一直高于工艺;并且ICCU工艺的成本不断增加,当温度升高5℃,成本增加2%左右。在整体成本方面,ICCU工艺也具有一定的优势(6399.17元/t),并且系统能耗的下降是进一步降低成本的关键。综合来看,ICCU工艺在经济和能源效益都实现了一定的提高。
