通過科技工作者多年的攻關,國內化工工業氣二氧化碳捕集技術已日趨成熟,并在多個工程上得到成功應用。但是作為二氧化碳最集中、同時也是排放量最大的排放源——燃煤電廠煙氣,卻由于具有流量大、二氧化碳分壓低、煙氣成分復雜等特點,使得常規捕集工藝難以應用,成為煙氣捕集領域中的一塊硬骨頭。即便在國外,燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集技術也仍處于小規模試驗階段,存在能耗高、設備龐大、生產成本居高不下等問題。勝利設計院的科研人員面對這個世界性難題,開始對燃煤電廠煙道氣二氧化碳捕集技術進行探索。
如同醫生診病一樣,科研人員首先針對燃煤電廠煙氣組成特點及產品純度要求,進行了細致的工藝設計,綜合多種二氧化碳分離工藝方案,又從技術經濟角度進行了全面細致分析,最終為燃煤電廠煙氣二氧化碳的捕集開出了“良方”——以乙醇胺溶液(MEA)為吸收液的化學吸收工藝。這種方法具有吸收速度快、吸收能力大、捕集后二氧化碳純度高等特點,但是用于“治療”燃煤電廠煙氣二氧化碳時,MEA這劑“良藥”卻出現了“副作用”。一來,再生能耗高,熱量消耗量大;二來,吸收劑損耗,藥劑成本高;再者,腐蝕性強,造成設備建設成本高、維護費用高。針對這些問題,科研人員以降低能耗、吸收劑損耗、降低腐蝕速率為最終目標,通過大量室內實驗和模擬計算,從煙氣預處理技術研究、新型吸收劑開發、熱能綜合利用等多個方面同時開展技術攻關,最終形成了一套燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集技術,對設備的腐蝕速率小,同時能耗與傳統工藝相比減少了20%,實現高效、經濟、安全捕集,最終讓二氧化碳的捕集“吃順”了MEA這劑“藥”。
近日,在勝利油田發電廠,高高的煙囪旁邊安裝了幾個并不起眼的裝置。這些裝置有著一個特殊的使命——捕集煙囪中排放的二氧化碳,并進行相應的純化處理。
據介紹,燃煤發電廠煙氣二氧化碳捕集純化技術,是在中國石化“低滲透油藏二氧化碳驅提高采收率”先導試驗研究成果的基礎上,利用化學吸收法,將勝利發電廠燃煤煙氣中的二氧化碳進行捕集、提純、液化。裝置投入運行后,每天生產液態二氧化碳100余噸,全年能夠捕集、液化二氧化碳3萬至4萬噸,成為目前國內最大的燃煤電廠煙氣二氧化碳捕集純化裝置。捕集處理后的二氧化碳純度達99.5%以上,可全部應用于目前勝利油田正在開展的“低滲透油藏二氧化碳驅油”重大先導試驗。所有技術和藥劑均為中國石化專用技術,達到了國際先進水平。
據了解,火電廠脫硫、脫酸后的煙道氣進入吸收塔后,煙道氣中的二氧化碳將和MEA藥劑融合,形成氨鹽并溶于水中,之后注入再生塔,隨著溫度的提升使二氧化碳純度達到99.5%。隨后通過制冷使之變成液體后送到注氣站中注入油層。