技术分享丨微谱二氧化碳捕集性能评价方案,为企业双碳保驾护航

2023-12-26 09:14:19, 生态环保技术部 上海微谱检测科技集团股份有限公司


在企业常规碳排放的多种温室气体中,二氧化碳无疑是其中的重中之重。根据政府间气候变化专门委员会IPCC)第五次评报告综合报告(2014):1970-2010年期间,化石燃料燃烧和工业过程的二氧化排放量温室总排增量约78%无疑是温室气体的主要贡献者,因此也是碳减排的重点目标。


正因如此,近些年来,在众多减排方案中,二氧化碳捕集利用与封存,即CCUS(碳捕获、利用与封存技术)愈发受到重视,甚至被业界称为实现碳中和的“胜负手”。最为关键的基础及难点便是二氧化碳的捕集

据统计目前整体上碳捕集环节的成本普遍占CCUS(碳捕获、利用与封存技术)总成本的70%以上,而进一步降低碳捕集成本是CCUS(碳捕获、利用与封存技术)技术大规模应用和实现“碳达峰碳中和”的关键。

数据来源:杨文洁《碳捕获使用与埋存(CCUS)技术路径的成本分析研究》

现有二氧化碳的捕集手段主要分为吸收法、变压吸附法和低温蒸馏法三种。吸收法包括物理吸收和化学吸收,这种方法在气源中二氧化碳浓度低于20%时使用;变压吸附法适用于二氧化碳浓度在20~60%之间的气源,经过吸附后的产品纯度高、工艺过程简单、全自动化运作、生产成本低;低温蒸馏法适用于气源中二氧化碳浓度90%以上,且产品纯度要求高,又需要液化储运的场合。目前可工业化应用的碳捕集技术主要是胺化学吸收法和变压吸附法。

数据来源:全国能源信息平台《二氧化碳捕集与封存技术进展》

氧化碳捕集的技术突破、降低成本、实现大规模应用的探索,都离不开捕集性能的评价只有实现了捕集性能的多维度准确评价,通过客观数据反映捕集性能,才能实现捕集技术的不断改良与突破。


针对二氧化碳捕集性能评价的问题,微谱积累了大量相关分析案例,针对二氧化碳的捕集过程,提出了深度准确的多维度性能评价方案。


解决二氧化碳捕集量、捕集率的问题

通过实验室模拟捕集过程,评价二氧化碳捕集的绝对量和捕集效率,为捕集工艺的对比和优化提供重要依据。


解决二氧化碳捕集优化条件的问题

通过实验室模拟捕集过程,研究不同条件下二氧化碳捕集量变化过程,为二氧化碳捕集优化条件的探索提供数据支撑。


解决捕集药剂复用效果的问题

通过模拟捕集后转移二氧化碳及二次捕集的过程,评价相同条件下二氧化碳捕集的绝对量和捕集效率的变化,从而反映捕集药剂复用效果,为捕集药剂的耐用性评价提供理论模型。


解决捕集工艺综合性能的问题

通过对捕集性能、复用性能和捕集药剂成本、时间等多维度性能的整合分析计算,综合评价捕集工艺如经济效益、年捕集量等综合性能,为捕集工艺的综合效能提供参考数据。


项目背景:

煤化工行业二氧化碳吸收剂产品性能评价。


项目需求:建立小试方案,模拟现场工况条件下产品二氧化碳循环使用性能评价。

分析对象:20%浓度以上二氧化碳、指定二氧化碳吸收剂、评价模型。

项目实施:建立二氧化碳吸收/解吸循环方案、建立二氧化碳快速测试方案、建立评价模型。

二氧化碳吸收/解吸循环方案筛选结果



吸收条件筛选结果


气体来源:20%空气稀释二氧化碳;


吸收流量:2.0L/min;


吸收剂用量:100mL;


吸收温度:45℃; 


吸收时间:5min。 

解吸条件筛选结果


吸收剂来源:20min后的吸收剂; 


吸收剂用量:100mL; 


解吸温度:80℃; 


解吸时间:5min。 

二氧化碳快速测试结果


*以上数据均为杜撰结果,仅供展示数据体现形式。

评价模型


吸收模型拟合曲线


解吸模型拟合曲线


复用模型计算结果


综合效益模型计算结果
*以上数据均为杜撰结果,仅供展示数据体现形式。
产品价值



药剂配方设计与改良;


药剂使用条件探索与指导;


反应过程模型建立与研究;


药剂使用综合效果预估。

微谱可根据客户的不同需求,为客户提供定制化分析方案、综合解决方案,助力企业提高生产管理的效能和质量。未来,微谱将持续聚焦环保领域,致力于为客户提供更加专业的技术服务和解决方案,为实现“双碳”目标做出应有的贡献。


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