工业废气CCUS技术应用

发布时间:2023/10/30 | 来源:中峰信和(大连)科技有限公司

1、公司简介  中峰信和(大连)科技有限公司(简称“我司”)成立于2022年1月21日,是由峰和(海南)企业管理合伙企业、中汇信碳资产管理(天津)有限公司、大连佰硕祥环保科技有限公司联合成立的一家科技型公司,2022年5月迁入大连市高新技术产业园区。公司主要从事“双碳”相关技术研发与产业化应用,拥有二氧化碳产业方向的核心技术团队与研发能力,深耕于碳捕集与提纯、催化转化、矿化养护等领域,相关技术与工业化业绩处于世界领先地位。我司与大连理工大学深化产学研合作,利用大连理工大学碳捕集提纯及转化利用的相关技术及高校的持续研发能力,在“双碳”产业领域开展技术研发、推广及相关产业转化。同时与中信集团在产业后端的碳资产、碳金融及碳排放数据采集技术等方向深度合作。

2、项目介绍  目前碳捕集与封存(CCS)是煤炭密集型产业(如煤化工、钢铁、水泥和炼油厂)减排二氧化碳的重要技术手段,在可预见的一段时间内也是最直接、最有效地实现降碳、低碳的技术。但CCS技术推广依然面临高能耗、高成本、低效益等难题的挑战。

2.1碳捕集吸收剂和提纯吸附剂  针对碳捕集高能耗和高成本问题,研发出新型吸收剂,其核心是新一代高效有机胺溶剂。该吸收剂能够捕集CO2,经加热或电解吸后释放出CO2,并恢复吸收功能,可循环使用;可替换传统乙醇胺(MEA)吸收溶剂,溶剂消耗减少50%以上,能耗降低50%以上。该吸收剂已授权发明专利,CN200710011329回收混合气体中二氧化碳的复合脱碳溶液。目前该新型吸收剂已应用于新疆敦华石油克拉玛依和库车、海螺白马山水泥(水泥行业首套、获安徽省科技进步一等奖)、安阳顺利石灰窑等项目捕集二氧化碳,规模合计超过60万吨/年。

此外,针对不同气源中的各种杂质,开发吸附精馏技术提纯精制高纯二氧化碳(ZL200810010905.1吸附精馏技术提纯二氧化碳装置),研发新型吸附剂,其核心是多孔无机硅材料与炭材料,相比传统吸附材料,吸附容量提高10%以上,减少设备投资和运行成本。

根据新型吸收剂和吸附剂的新特性,碳捕集分离工艺相对传统工艺有根本性的改变,减少吸收剂再生系统,对系统进行能量最大化利用集成,降低能耗;提纯工艺是吸附精馏法,通过研究不同杂质含量对CO2气液平衡性质的影响来选择合适的压缩、制冷工艺以及相配套的先进设备和工程设施,CO2产品纯度可超过电子级标准,达到6N以上。目前我司碳捕集与提纯技术已应用在钢铁、水泥、电力、玻璃、化工、酒精等行业,2022年已签约10个项目,规模合计超过200万吨CO2/年。

2.2  CO2高价值转化  针对低效益难题,将CO2催化或电解转化为高价值的化学品,是CO2利用的新兴技术,有望成为减少碳排放的重要手段。①CO2直接合成烯烃技术利用廉价的合成气(CO和H2)或CO2和H2(利用风力、水力、太阳能等可持续能源的“绿电”制备)为原料,采用铁基催化剂通过费托合成反应转化为烃类(高附加值的低碳烯烃为主),烯烃收率高达80%以上。与国内外同类技术相比,利用该技术开发的催化剂的活性、烯烃收率可以提高60%以上。与现有工业化的煤经甲醇制烯烃相比,在相同的烯烃收率下,利用该技术投资、水耗和能耗能下降30%以上。目前我司CO2直接合成烯烃技术已签订年产1000吨中试设备和试剂采购合同,预计2023年年中完成中试和工艺包编制工作。②面向CO2电解转化的产业化应用,我司开发了一系列自主知识产权的CO2电还原的膜电极反应器及其系统。借鉴鲨鱼的撞气呼吸开发出年处理规模达3吨/年的CO2电催化转化制备合成气的中试级产业化装备,产物CO法拉第效率50%~90%可控调变,该中试装备正在制备过程中。③通过我司首席科学家陈绍云(大连理工大学洛阳研究院副院长)带领的碳循环和新能源研发团队提供的固废综合化处理核心技术,开发出固废处理特定的配方,经研磨后制备成新型绿色建材,节省传统建材所需的能源消耗,并达到市售水泥的行业标准。传统水泥建材的碳排放因子约为0.8,低碳胶凝材料的碳排放因子小于0.2,碳减排量大于0.5吨/吨产品。利用该胶凝材料进行二氧化碳矿化养护制备预制件,产品固碳能力达到0.2吨/吨产品以上,从而实现零碳或者负碳建筑材料制品。目前利用该技术正在规划建设年产185吨低碳凝胶材料和50万m3固碳装配式建筑材料项目。

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[责任编辑:石宏磊]