控制和减缓电力生产过程中CO2 排放的技术

王卿玮 深圳供电局有限公司 518000

【文章摘要】

 　　当前，控制温室气体最为有效的一个措施就是从热力发电站当中分离出CO2，之后将其储存起来，并应用在一个相对比较合理的地方。当前我国相关领域的技术在不断的发展，同时也出现了很多相关的技术，这对电力生产过程中温室气体控制而言有着十分积极的意义。本文主要分析了控制和减缓电力生产过程中CO2 排放的技术，以供参考和借鉴。

【关键词】

电站；烟气；分离CO2 ；储存CO2

在当今的电力生产过程中，控制和减缓CO2 的排放成为了非常重要的一项工作内容， 这主要是因为在电能生产的过程中所排出的CO2 气体占气体总排放量的3 成以上，此外其也成为了CO2 气体的排放源，相关的研究表明要控制CO2 的排放量，我们主要可以从三个方面入手：首先是采取有效的措施提高电力生产的效率。其次是寻找更多的替代性资源。再次是直接从电力发电站的烟气当中对CO2 气体进行分离，之后采取有效的措施对其进行储存和利用。

1 电站烟气分离CO2 的技术分析

1.1 吸收分离法

这种方法主要就是借助吸收剂溶液对混合气体进行适当的处理和洗涤从而分离出CO2 气体的方式。按照吸收剂对其进行分类，它又可以分成两种不同的形式，一种是化学吸收， 一种是物理吸收。

烟气在吸收塔之内和洗手液呈逆向的流动，其中的CO2 和吸收剂通过化学反应能够形成一种联结较弱的化合物，在对烟气进行处理之后，我们可以及时的将其排出。CO2 含量较多的吸收液会直接进入到还原塔当中，在对其进行了加热处理之后，可以将CO2 释放出来，此外，吸收剂也能在这一过程中重复使用。在实际的工作中，常用的化学吸收剂有单乙醇氨、二乙醇氨以及甲基二乙醇氨等，化学吸收的方法在吸收能力上会受到化学平和女的影响，所以这种方法一般会应用在浓度较低的CO2 分压烟气当中。

物理吸收法的整个过程护额化学吸收法的原理基本上是相同的，只是吸收剂对于CO2 的吸收是根据物理方式的原理而操作的。吸收剂再生一方面可以使用加热的方式来实现，另一方面也可以使用降低压力的方式对其进行处理。在处理的过程中比较常用的吸收剂有甲醇、多乙烯乙二醇以及N- 甲基-2- 吡咯烷等等。

1.2 吸附分离法分析

这种方法是气体和吸附表面活性点之间的分子之间存在的引力而实现其功能的， CO2 吸附剂通常是一些活性炭或者是沸石等等，吸附分离的整个过程实际上就是对吸附材料的滤床固体材料进行填充的过程。按照滤床具体的工作条件，吸附的过程也可以分成多种形式，比如说变压吸附和变温吸附，在开展变压吸附时，烟气会在高压及低温的条件下进入到床层当中，此外，滤床内的吸附材料也具有非常强的再生作用，此时，滤床就会进入到下一个操作循环当中。在采用变温吸附的时候，滤床之中被吸附的温室气体被排出，此外吸附剂还具有再生的作用，这些都是在温度大幅上升的条件下才完成的，变温吸附在运行过程中所产生的消耗是变压吸附系统的2—3 倍，同时其体积也相对较大，吸附剂再生的整个时间也相对较长，所以变压吸附系统的优越性更为明显。

1.3 薄膜分离方法

薄膜分离方法通常又可以分成两类，一类是气体分离技术，一种是气体吸收膜技术。

气体分离膜技术主要是借助噢噢噢噢混合气体和薄膜材料之间产生的物理或者是化学反从而使得成分可以以较快的速度穿过这一薄膜。薄膜可以将混合气体分成穿透气流以及剩余的气流两个组成部分，气体分离薄膜的分离能力主要受到薄膜材料的选择性和穿透气流对总气流的流量比及压力比，薄膜的种类有很多，当前应用比较多的有陶瓷、金属氧化物等等。

1.4 低温分离法

这种方法在应用的过程中通常是借助低温冷凝分离CO2 的方式对其进行分离的物理过程。通常是将烟气进行反复的压缩和冷却之后，这样就可以十分有效的水的CO2 气体发生明显的相变情况，从而就能够十分有效的对烟气中的温室气体进行分离。为了可以更好的防止烟气中水蒸气在冷却的时候对系统的正常运行造成不利的影响，我们在处理的过程中还需要在分离工作之前对烟气进行干燥处理，确保烟气当中没有水分。

2 CO2 的处理

2.1 CO2 的储存

2.1.1 海洋储存

采用海洋储存CO2 我们暂且口而已是为缩短碳从大气到深海缓慢传递的一个重要的方式，在很多时候， CO2 会直接混合在海水当中，同时其应该到达一个相对较为平衡的浓度，在特定的条件下CO2 可以和水产生化学反应生成二氧化碳的水合物，从而可以长期的保存在水下，还有一部分是借助海洋沉淀物的形成而彻底从大气中分离出去，其释放的深度范围为1000m—3000m 之间，主要的实施方案有管道输送和倾倒干冰等多种方式。

2.1.2 地下蓄水层储存

能够储存CO2 的储水层当中一般都含有盐分，同时其一般会在800m 以上的深度， 它在世界范围之内都有着非常广泛的分布，同时其在储量方面仅仅比海洋要小一些，储水层储存是当前应用最为广泛的CO2 储存方式， 此外，这一方法实际上也存在着非常强的可行性。

2.1.3 利用废弃的油、气井储存

将CO2 储存在废弃的油、气井的方法是比较容易被大众接受的，油、气井的地质结构研究已经十分的成熟，同时，其表面和地下的一些设施也是能够得到全面应用的，为了扩大其储存的容量，我们可以将CO2 气体院所到临界的压力之上，储存CO2 之后的油气井一定要有非常完善的密封措施。

2.2 CO2 的利用

2.2.1 化学利用

化学利用是指以CO2，为原料来生产一些化工产品，且产品应是低能耗、高附加值、使用量大和能水久储存CO2 的。目前的研究主要有:(1) 催化加氢: 合成甲醇、甲烷和甲酸等;(2) 高分子合成: 合成聚碳酸酷、橡胶等;(3) 有机合成: 合成尿素衍生物等。

2.2.2 加强石油恢复((EOR)

EOR 法中应用CO2，即可提高原油开采量，又可使部分CO2 存储在油井中减少向大气的排放。FOR 法的原理是，将高压CO2 注入油田后与原油形成混合物，把原油推入生产油井。CO2，作为伴气随原油- 起进入地面后， 经油气分离、重新压缩、补充后再注入油田使用。这是一项较为成熟的技术，美国在70 年代就己有商业化的应用。基于同样的思想，利用注入CO2 从煤层获得甲烷气的技术，目前也正在工程试验之中。

2.2.3 生物固化

和陆地上的植物能够借助光合作用对CO2 产生固化作用相同，研究人员发现，一些谁藻类的浮游生物也能够吸收非常多的CO2，同时还能将其转换成机体所需的组织，此外其不需要对CO2 进行预分离处理，所以，我们也可以借助培养藻类生物来去除CO2。

3 结束语

本文中所介绍的几种技术都具有较强的可行性，它们可以独自或者是相互结合的应用在不同的电力生产过程当中，其中PF 和MEA 方法是众多方法当中综合效益最高的形式，但是从当前的发展情况来看，还需要对其进行更加深入的研究，这样才能更加有效的降低生产的成本投入，完善其应用的效果。

【参考文献】

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[2] 晏水平、方梦祥、张卫风、骆仲泱、岑可法. 烟气中CO2 化学吸收法脱除技术分析与进展[J]. 化工进展.2006(09)