登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
0 引言
据2018年统计,水泥生产产生的CO2排放量约占全球CO2排放总量的7%。水泥工业可以通过采取各种不同的技术措施来降低CO2排放,例如提高能量效率、使用替代燃料、使用替代原料以及降低水泥中熟料掺量等[1]。然而,这些技术在很大程度上已经被采用,减排效果有限。
CO2捕获和储存(CCS)可以显著地减少水泥工业CO2排放,其被认为是水泥工业进一步全面碳减排的重大举措,已经被欧洲列为《2050欧洲低碳发展技术路线图》,我国发改委也将其作为我国节能减排大力扶持的措施之一。目前最成熟的CO2捕获技术是MEA化学吸收法,我国安徽芜湖白马山水泥厂5 000 t/d生产线15万t/年 CO2捕获生产线便采用此工艺。然而,这种技术可能不一定是最佳选择。本文在总结国外相关文献的基础上比较了水泥工业采用MEA化学吸收法、纯氧(O2+CO2,CO2为目标气体)燃烧法、冷却氨水法、膜分离法、分体式钙循环法和集成式钙循环法6种CO2捕获工艺流程、原理及对水泥生产可能带来的影响,以期对我国水泥工业碳捕获技术及工艺发展有所借鉴。
1 MEA化学吸收法
MEA化学吸收法CO2捕获是一种燃烧后捕获技术,采用MEA溶剂从烟气中吸收CO2,其工艺流程见图1。为了防止溶剂的降解,在烟气进入吸收塔前,必须先降低烟气中NOx和SOx的含量。假定烟气进入吸收塔前已经通过SNCR系统降低了NOx含量,然后烟气在直接接触式冷却器(DCC)中冷却,SOx通过NaOH洗涤去除,再除去水,最后冷却后的烟气再进入吸收塔,通过30%的MEA溶液从烟气中吸收CO2。挥发的MEA在吸收塔顶部的水洗段中被回收。富含CO2的MEA溶剂在解吸塔中再生,得到高纯度的CO2,CO2经压缩后再运输处置。
图1 MEA化学吸收法CO2捕获工艺流程
溶剂再生需要相当大的热量,吸收过程中的风机、泵以及CO2的压缩等都需要能耗。对于水泥厂来说,熟料生产的余热可满足溶剂再生所需热量的4%。
2 纯氧燃烧法
纯氧燃烧CO2捕获工艺流程见图2。纯氧燃烧主要由氧气与回收CO2混合组成的氧化剂进行的,以产生一种富含CO2的烟气,从而能够相对容易地用CO2净化装置(CPU)进行净化。相对于MEA化学吸收技术,水泥窑工艺本身必须进行改造,熟料冷却机、回转窑、分解炉和预热器中的气体气氛发生变化,部分烟气被回收利用。
图2 纯氧燃烧CO2捕获熟料生产线工艺流程
与没有CO2捕获的工厂相比,纯氧燃烧过程需要额外的能源,主要是空气分离装置(ASU)和CO2净化装置(CPU)。其中一部分电力需求可以通过余热发电系统(有机朗肯循环ORC)来满足。
3 冷却氨水法
冷却氨水法(CAP) CO2捕获是基于吸收法的燃烧后捕获技术,其中使用冷却的氨水作为溶剂从烟气中除去CO2,其工艺流程见图3。在直接接触冷却器(DCC)中首先对烟气进行冷却并通过从氨解吸塔释放的氨除去SOx。脱硫后的烟气进入CO2吸收塔,在该吸收塔中通过氨水除去CO2。吸收塔中的温度由溶剂泵控制在大约12~13 ℃。在将净化的烟气排放到大气之前,吸收塔顶部的水洗段回收烟气中过量的氨,再从NH3解吸塔中释放出来并循环到该过程中。富含CO2的氨水在CO2解吸塔中再生,该解吸塔在2.5 MPa下运行。得到的高纯度CO2通过进一步加压以满足运输要求。
图3 CAP CO2捕获工艺流程
在这一过程中,溶剂再生和氨回收系统需要热能,制冷、抽吸和压缩需要电能。余热可以用来满足一部分的热能需求。这部分热耗相当于参考水泥厂总热需求量的7%~8%。
4 膜分离法
膜分离法是指在一定的条件下,通过膜对气体的渗透有选择性地将CO2分离出来。膜分离技术具有投资少、能耗低、占地少以及维修方便等优点,在CO2捕获领域颇受关注[2]。其工艺流程见图4。通过膜分离产生中等纯度的CO2产品,再经过高压液化处理,形成高纯度的CO2,而部分脱碳的尾气被回收到膜进气中循环。
图4 膜分离法CO2捕获工艺流程
烟气首先经过冷却器冷却,在DCC中除去水,然后压缩进入膜装置。膜装置的进出口压差和压力比是由进气侧的压缩烟气和膜渗透侧的真空泵产生的。聚合物膜的化学稳定性取决于聚合物的类型,这种膜对SOx和NOx具有选择性。该技术也是一种燃烧后捕获技术。
5 分体式钙循环法
钙循环(CaL)技术是以可逆碳化反应(CaO+CO2CaCO3)为基础,利用CaO与CaCO3的相互转化来分离烟气中的CO2。该技术可应用于水泥窑尾单独钙循环,也叫分体式钙循环(见图5),也可与水泥窑的烧成系统集成,也叫集成式钙循环。在分体式结构中,从预热器出来的烟气进入碳酸化器,通过与CaO基吸附剂反应生成CaCO3,生成的CaCO3和补充的石灰石在煅烧炉中920 ℃左右的温度及纯氧条件下煅烧,形成新的吸附剂CaO(也叫再生)和高纯度的CO2,再经过CPU的进一步净化从而从烟气中捕获CO2。系统中富含CaO的吸附剂一部分被送往水泥窑,用作生料的成分。
图5 分体式钙循环CO2捕获生产线工艺流程
分体式钙循环CO2捕获工艺的特点是需要另外提供石灰石、煤,ASU和CPU需要新增电耗。
6 集成式钙循环法
在集成式钙循环CO2捕获配置中,碳酸钙煅烧炉采用水泥熟料预热器系统的分解炉,更有利于系统的节能。集成式钙循环CO2捕获生产线工艺流程见图6。值得注意的是,这种集成只适合回转窑煅烧系统,不适合采用流化床的烧成系统。
图6 集成式钙循环CO2捕获生产线工艺流程
由于窑尾的集成配置,需要增加燃料,分解炉必须在纯氧条件下运行,ASU和CPU需要增加电能,但余热发电能弥补部分电能。
7 结束语
水泥工业可以通过采取各种不同的技术措施来减少CO2排放,但减排效果有限,有的只是限排措施(如实施碳交易等)。CO2捕获和储存(CCS)可以显著地减少水泥工业CO2排放,其被认为是水泥工业进一步全面CO2减排的重大举措,已经被世界多国列为低碳发展技术路线图。本文在总结国外相关文献的基础上比较了水泥工业采用MEA化学吸收法、纯氧燃烧法、冷却氨水法、膜分离法、分体式钙循环法和集成式钙循环法6种CO2捕获工艺流程、原理及对水泥生产可能带来的影响,以期对我国水泥工业碳捕获技术及工艺发展有所借鉴。这6种CO2捕获方法的捕获效率、减排能耗及经济指标等评价指标将另文讨论。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星售电网获悉,江苏省发展改革委省工业和信息化厅发布关于组织申报国家级零碳园区及推进全省零碳园区建设的通知,以积极申报建设国家级零碳园区为契机,推动有条件的园区集聚零碳创新要素、提升产业绿色竞争力、有效应对国际绿色经贸规则,打造若干个国内领先、有国际影响力的零碳园区标杆。申报主
全球绿色低碳浪潮下,中国绿色认证市场呈现爆发式增长。《2025—2030年中国绿色认证服务行业全景评估与发展战略研究报告》显示,2020—2024年中国绿色认证市场规模从28亿元激增至182亿元,年复合增长率达45.7%,远超全球平均水平,预计2030年将突破800亿元。本文将深入梳理南方电网公司绿色低碳评价认
AI赋能电力产业:变革、挑战与对策中国海油集团能源经济研究院韩广忠王建明近年来,人工智能(AI)技术正以前所未有的速度改变着各行各业,全球电力产业无疑成为获得益处与遭受冲击最为明显的领域之一。从能源生产、输配到消费管理,AI正在全方位推动产业升级,促进数字化转型,并为实现低碳发展和可持
注:板块及分会场持续更新中,请以正式通知为准。组织机构01主办单位青岛市人民政府02支持单位世界水理事会(WWC)国际水协会(IWA)中国工业节能与清洁生产协会河海大学膜材料与膜应用国家重点实验室03承办单位青岛市科学技术协会青岛市商务局青岛西海岸新区管理委员会水资源高效利用与工程安全国家工程研
6月初的兰州大学,上演了一场能源领域的“群英会”:国网甘肃电力、中石油兰州石化、华电科工、大唐甘肃发电、国家电投甘肃公司、国家能源甘肃公司等22家能源头部企业齐聚一堂,共同成为兰州大学氢能与低碳中心的创始理事单位。随后,兰州大学又与华能甘肃、隆基绿能、金川集团、中能建数科集团等18家
6月7日,氢能与低碳兰州论坛2025在兰州大学举行。近300位领域专家学者齐聚论坛,就绿色氢能“制储运加用”全链条的科技创新和产业发展进行了深入交流,共同探讨能源转型和产业低碳化、高端化的发展前景。论坛上,还启动了兰州大学氢能与低碳中心。甘肃省委常委、常务副省长程晓波,甘肃省政协副主席郭
Mongabay网站发表文章,题目是:FlawedenergyroadmapmayblockIndonesia’scoalexit,criticswarn(存在缺陷的能源路线图阻碍印度尼西亚退煤)。(来源:国际能源小数据作者:ESmallData)印度尼西亚通过了首个关于能源转型的路线图,重点关注逐步淘汰煤炭,但该路线图存在诸多漏洞,这将使得印尼难以真
据CNBC报道,科技和能源行业在俄克拉荷马城的哈姆美国能源研究所聚集,讨论美国如何满足人工智能数据中心日益增长的能源需求。亚马逊和英伟达在会议上向石油和天然气高管们表示,为人工智能提供动力的所有选项都在考虑之中,包括像天然气这样的化石燃料。(来源:国际能源小数据作者:ESmallData)大型
近日,《时代》杂志联合全球权威数据机构Statista,荣耀揭晓“2025全球顶尖绿色科技企业榜(TIMEWorldsTopGreenTechCompaniesof2025)”,精心遴选出全球250家在环境保护领域极具影响力与创新力的企业。华晟新能源凭借异质结技术的卓越发电能效和超低产品碳足迹位列第34名,不仅在7家中国入围企业中评分
北极星氢能网获悉,3月25日据外媒报道,智利经济发展机构Corfo选择了三家公司(两家中国、一家西班牙)在该国建造电解槽生产设施,组装50千瓦至5兆瓦的碱性和质子交换膜(PEM)电解槽。智利经济发展机构Corfo表示,这些项目将在2026年中期开始运营。由北京SinoHyEnergy项目组装容量为2.5兆瓦和5兆瓦的
博鳌亚洲论坛2025年年会25日发布《可持续发展的亚洲与世界2025年度报告——应对气候变化:亚洲推进绿色发展》(下称报告)称,亚洲有望成为碳交易的核心枢纽。报告显示,亚洲二氧化碳排放量占全球的一半以上,在缓解气候变化方面的作用至关重要。能源、农业、废物管理、建筑、交通是亚洲推进绿色转型的重
7月22日,振华重工发布公告称,为聚焦主责主业、优化优势资源配置,公司拟将所持中交光伏科技有限公司(简称“中交光伏”)全部股权协议转让给中国城乡控股集团有限公司,交易对价3438.24万元。此次转让完成后,振华重工将不再持有中交光伏股权。资料显示,中交光伏成立于2022年7月,注册资本2亿元,由
北极星售电网获悉,江苏省发展改革委省工业和信息化厅发布关于组织申报国家级零碳园区及推进全省零碳园区建设的通知,以积极申报建设国家级零碳园区为契机,推动有条件的园区集聚零碳创新要素、提升产业绿色竞争力、有效应对国际绿色经贸规则,打造若干个国内领先、有国际影响力的零碳园区标杆。申报主
近期中国能建国内市场喜讯频传,连续中标、签约多个项目。1福建华能霞浦核电项目中国能建华东院中标福建华能霞浦核电项目压水堆一期工程常规岛及其BOP设计和技术服务项目。项目规划建设4台华龙一号机组和1台高温气冷堆机组,将分期实施。此次获得核准的为一期工程,拟建设2台华龙一号机组。项目建成后
当前,我国现有工业园区数量超1.5万个,国家级和省级园区超过2500个,贡献了全国工业产值的50%以上,碳排放量占全国总量的30%以上。作为产业聚集的载体,零碳园区对美丽中国建设和“双碳”目标实现有着重要意义。7月8日,国家发改委、工信部、国家能源局联合发布《关于开展零碳园区建设的通知》,明确
7月18日,在第三届中国国际供应链促进博览会上,星巴克中国宣布与全球领先的绿色科技企业远景科技集团达成战略合作。未来三年,双方将在现有绿色门店和低碳咖啡烘焙产业园的合作基础上,基于方舟能碳管理系统,共同构建星巴克中国供应链碳管理平台,逐步覆盖星巴克中国100%的直采供应商和重要的间接采
2025年11月24-26日,深圳会展中心(福田)将迎来三场国家级环境领域盛会——第三届深圳国际生态环境监测产业博览会(EMIE2025)、深圳国际水务科技博览会(IWTE2025)、国际(深圳)环境技术交流与转移博览会(环交会),三展首次同期同地举办,形成“技术研发-应用落地-国际转移”全产业链闭环,为全球生态环境
为积极推动省级节约用电助力电力保供支持政策落地,最近,国网江苏省电力有限公司营销部推动省工信厅、省发改委、省住建厅、省级机关等部门联合印发了《关于做好2025年迎峰度夏节约用电助力电力保供的通知》,共绘节电保供的美好蓝图。此政策方案精准聚焦工业、建筑、公共机构、居民等重点领域,打出了
北极星能碳圈获悉,作为碳达峰试点城市的常州,在双碳管理上进行了制度性创新,在政府、企业率先引入“首席双碳官制度”,分两个阶段推进首席双碳官制度:第一阶段:2025年12月底前,常州市上市公司和工业、建筑、能源、交通等重点领域市属国有企业力争实现首席双碳官制度全覆盖。第二阶段:2026年6月
7月15日晚,国务院总理李强与澳大利亚总理阿尔巴尼斯在北京人民大会堂共同出席第八届中澳工商界首席执行官圆桌会议。会议聚焦中澳经贸合作新机遇,特别是在绿色经济、清洁能源、产业协同等领域的深入合作。金风科技董事长武钢受邀出席,与中澳两国近30位工商界领袖就未来合作进行了充分交流与探讨。两
7月16日,河北省工信厅发布关于《河北省先进制造业发展促进条例(征求意见稿)》公开征求意见的通告。文件指出,县级以上人民政府及其有关部门应当推行工业节能节水,加强再生资源循环利用,推进光伏组件、风电机组叶片、废旧动力电池等新型固体废弃物综合利用技术研发和产业化应用,推动园区循环化改造
北极星售电网获悉,7月15日,广州市发展和改革委员会发布关于市十六届人大五次会议第20252856号建议答复的函。答复文件明确,中国人民银行、国家金融监管总局、中国证监会、国家外汇局、广东省人民政府联合印发的《关于金融支持广州南沙深化面向世界的粤港澳全面合作的意见》发布,意见第9条“创新服务
6月9日,生态环境部发布《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)修改单(征求意见稿)。详情如下:关于公开征求国家生态环境标准《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)修改单(征求意见稿)意见的通知为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》,完善国家
北极星能碳圈获悉,近日,国家发展和改革委员会公布《绿色低碳先进技术示范项目清单(第二批)》,共计101个项目入选,涵盖“源头减碳、过程降碳、末端固碳”三个方向。中国建材股份青州中联二氧化碳全氧燃烧富集提纯示范项目成功入选“末端固碳”类项目清单。图片来源:青州中联水泥有限公司官微该项目
日前,临汾市政府印发《临汾市2025年臭氧污染防治攻坚行动方案》。文件提出,降低涉NOx企业排放量。火电企业每日高温时段NOx小时排放浓度在基准含氧量6%的条件下,控制在35mg/m3以内,其他时段NOx小时排放浓度控制在40mg/m3以内。焦化企业焦炉烟囱NOx日均排放浓度在基准含氧量8%的条件下,控制在45mg/m
4月8日,云南尖峰水泥有限公司3000t/d新型干法水泥生产线氮氧化物超低排放改造项目设计采购施工(EPC)总承包招标公告发布。该项目拟对现有3000t/d熟料水泥生产线进行超低排放改造,项目拟在窑尾新建1套SCR,项目建成后可使云南尖峰水泥生产线氮氧化物排放满足水泥工业超低排放要求,即NOx排放浓度低于
4月3日,建德海螺二线窑尾烟气脱硫设备供货及安装工程总承包项目招标公告发布。本期拟对其5000t/d熟料生产线进行脱硫烟气工程改造,并达标排放。根据发包方提供的设计原始条件:风量原料磨开时:785000m3/h(暂定);介质温度(袋收尘出口):85~140℃;除尘器出口粉尘浓度:正常≤10mg/Nm3,最大30mg/
北极星大气网获悉,1月10日,中国招标投标公共服务平台发布达州海螺二线窑尾烟气脱硫设备供货及安装工程总承包项目二次招标公告,本项目招标人为安徽海螺水泥股份有限公司,本期拟对其4500t/d熟料生产线进行脱硫烟气工程改造,改造完成后,满足最新环保标准《水泥工业大气污染物排放标准》排放要求。
近日,浙江省生态环境厅等五部门联合发布《关于进一步做好水泥、焦化行业超低排放改造的补充通知》。文件要求,除“十四五”期间关停整合的生产线外,2025年6月底前,全省水泥熟料生产企业完成生产工序超低排放改造,在产产能全面达到《水泥工业大气污染物排放标准》(DB/1346—2023)要求;2025年底前
近日,山西省市场监督管理局发布了山西省地方标准《水泥工业大气污染物排放标准(DB14/3176—2024)》。该标准自2025年5月1日开始实施。本文件适用于山西省行政区域内现有水泥工业企业或生产设施的大气污染物排放管理,以及建设项目的环境影响评价、排污许可证申请与核发、建设项目环境保护设施设计和
日前,《湖北省水泥行业超低排放改造实施方案》发布。《方案》提出,到2025年底前,全省50%以上水泥熟料产能基本完成改造,华新、葛洲坝、亚东等大型水泥集团公司2500吨/天(不含)以上熟料产能基本完成有组织、无组织超低排放改造,B级及以上或绩效引领性企业达到30家,独立粉磨站绩效引领性企业比例达到
中国招标投标公共服务平台发布清新公司窑尾烟气脱硫设备供货及安装工程总承包项目招标公告,本期拟对其7000t/d熟料生产线进行脱硫烟气工程改造,并达标排放。招标内容包含脱硫系统设置:SO2吸收系统、脱硫浆液制备系统、石膏脱水系统、工艺水及滤液水系统、浆液排空系统、事故浆液系统等。一、招标条件
8月26日,《广东省水泥行业超低排放改造工作方案》印发。其中提出,2028年底前,全省水泥熟料生产企业(不含矿山,含生产特种水泥、协同处置固废的水泥企业)和独立粉磨站全面完成超低排放改造并按国家和省有关要求完成超低排放监测评估和公示。广东省水泥行业超低排放改造工作方案根据《中共中央国务
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!