控制和減緩電力生產過程中CO2排放的技術

王卿瑋　深圳供電局有限公司　518000

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控制和減緩電力生產過程中CO2排放的技術

王卿瑋深圳供電局有限公司518000

【文章摘要】

當前，控制溫室氣體最為有效的一個措施就是從熱力發電站當中分離出CO2，之后將其儲存起來，并應用在一個相對比較合理的地方。當前我國相關領域的技術在不斷的發展，同時也出現了很多相關的技術，這對電力生產過程中溫室氣體控制而言有著十分積極的意義。本文主要分析了控制和減緩電力生產過程中CO2排放的技術，以供參考和借鑒。

【關鍵詞】

電站；煙氣；分離CO2；儲存CO2

在當今的電力生產過程中，控制和減緩CO2的排放成為了非常重要的一項工作內容，這主要是因為在電能生產的過程中所排出的CO2氣體占氣體總排放量的3成以上，此外其也成為了CO2氣體的排放源，相關的研究表明要控制CO2的排放量，我們主要可以從三個方面入手：首先是采取有效的措施提高電力生產的效率。其次是尋找更多的替代性資源。再次是直接從電力發電站的煙氣當中對CO2氣體進行分離，之后采取有效的措施對其進行儲存和利用。

1　電站煙氣分離CO2的技術分析

1.1吸收分離法

這種方法主要就是借助吸收劑溶液對混合氣體進行適當的處理和洗滌從而分離出CO2氣體的方式。按照吸收劑對其進行分類，它又可以分成兩種不同的形式，一種是化學吸收，一種是物理吸收。

煙氣在吸收塔之內和洗手液呈逆向的流動，其中的CO2和吸收劑通過化學反應能夠形成一種聯結較弱的化合物，在對煙氣進行處理之后，我們可以及時的將其排出。CO2含量較多的吸收液會直接進入到還原塔當中，在對其進行了加熱處理之后，可以將CO2釋放出來，此外，吸收劑也能在這一過程中重復使用。在實際的工作中，常用的化學吸收劑有單乙醇氨、二乙醇氨以及甲基二乙醇氨等，化學吸收的方法在吸收能力上會受到化學平和女的影響，所以這種方法一般會應用在濃度較低的CO2分壓煙氣當中。

物理吸收法的整個過程護額化學吸收法的原理基本上是相同的，只是吸收劑對于CO2的吸收是根據物理方式的原理而操作的。吸收劑再生一方面可以使用加熱的方式來實現，另一方面也可以使用降低壓力的方式對其進行處理。在處理的過程中比較常用的吸收劑有甲醇、多乙烯乙二醇以及N-甲基-2-吡咯烷等等。

1.2吸附分離法分析

這種方法是氣體和吸附表面活性點之間的分子之間存在的引力而實現其功能的，CO2吸附劑通常是一些活性炭或者是沸石等等，吸附分離的整個過程實際上就是對吸附材料的濾床固體材料進行填充的過程。按照濾床具體的工作條件，吸附的過程也可以分成多種形式，比如說變壓吸附和變溫吸附，在開展變壓吸附時，煙氣會在高壓及低溫的條件下進入到床層當中，此外，濾床內的吸附材料也具有非常強的再生作用，此時，濾床就會進入到下一個操作循環當中。在采用變溫吸附的時候，濾床之中被吸附的溫室氣體被排出，此外吸附劑還具有再生的作用，這些都是在溫度大幅上升的條件下才完成的，變溫吸附在運行過程中所產生的消耗是變壓吸附系統的2—3倍，同時其體積也相對較大，吸附劑再生的整個時間也相對較長，所以變壓吸附系統的優越性更為明顯。

1.3薄膜分離方法

薄膜分離方法通常又可以分成兩類，一類是氣體分離技術，一種是氣體吸收膜技術。

氣體分離膜技術主要是借助噢噢噢噢混合氣體和薄膜材料之間產生的物理或者是化學反從而使得成分可以以較快的速度穿過這一薄膜。薄膜可以將混合氣體分成穿透氣流以及剩余的氣流兩個組成部分，氣體分離薄膜的分離能力主要受到薄膜材料的選擇性和穿透氣流對總氣流的流量比及壓力比，薄膜的種類有很多，當前應用比較多的有陶瓷、金屬氧化物等等。

1.4低溫分離法

這種方法在應用的過程中通常是借助低溫冷凝分離CO2的方式對其進行分離的物理過程。通常是將煙氣進行反復的壓縮和冷卻之后，這樣就可以十分有效的水的CO2氣體發生明顯的相變情況，從而就能夠十分有效的對煙氣中的溫室氣體進行分離。為了可以更好的防止煙氣中水蒸氣在冷卻的時候對系統的正常運行造成不利的影響，我們在處理的過程中還需要在分離工作之前對煙氣進行干燥處理，確保煙氣當中沒有水分。

2　CO2的處理

2.1CO2的儲存

2.1.1海洋儲存

采用海洋儲存CO2我們暫且口而已是為縮短碳從大氣到深海緩慢傳遞的一個重要的方式，在很多時候，CO2會直接混合在海水當中，同時其應該到達一個相對較為平衡的濃度，在特定的條件下CO2可以和水產生化學反應生成二氧化碳的水合物，從而可以長期的保存在水下，還有一部分是借助海洋沉淀物的形成而徹底從大氣中分離出去，其釋放的深度范圍為1000m—3000m之間，主要的實施方案有管道輸送和傾倒干冰等多種方式。

2.1.2地下蓄水層儲存

能夠儲存CO2的儲水層當中一般都含有鹽分，同時其一般會在800m以上的深度，它在世界范圍之內都有著非常廣泛的分布，同時其在儲量方面僅僅比海洋要小一些，儲水層儲存是當前應用最為廣泛的CO2儲存方式，此外，這一方法實際上也存在著非常強的可行性。

2.1.3利用廢棄的油、氣井儲存

將CO2儲存在廢棄的油、氣井的方法是比較容易被大眾接受的，油、氣井的地質結構研究已經十分的成熟，同時，其表面和地下的一些設施也是能夠得到全面應用的，為了擴大其儲存的容量，我們可以將CO2氣體院所到臨界的壓力之上，儲存CO2之后的油氣井一定要有非常完善的密封措施。

2.2CO2的利用

2.2.1化學利用

化學利用是指以CO2，為原料來生產一些化工產品，且產品應是低能耗、高附加值、使用量大和能水久儲存CO2的。目前的研究主要有:(1)催化加氫:合成甲醇、甲烷和甲酸等;(2)高分子合成:合成聚碳酸酷、橡膠等;(3)有機合成:合成尿素衍生物等。

2.2.2加強石油恢復((EOR)

EOR法中應用CO2，即可提高原油開采量，又可使部分CO2存儲在油井中減少向大氣的排放。FOR法的原理是，將高壓CO2注入油田后與原油形成混合物，把原油推入生產油井。CO2，作為伴氣隨原油-起進入地面后，經油氣分離、重新壓縮、補充后再注入油田使用。這是一項較為成熟的技術，美國在70年代就己有商業化的應用。基于同樣的思想，利用注入CO2從煤層獲得甲烷氣的技術，目前也正在工程試驗之中。

2.2.3生物固化

和陸地上的植物能夠借助光合作用對CO2產生固化作用相同，研究人員發現，一些誰藻類的浮游生物也能夠吸收非常多的CO2，同時還能將其轉換成機體所需的組織，此外其不需要對CO2進行預分離處理，所以，我們也可以借助培養藻類生物來去除CO2。

3　結束語

本文中所介紹的幾種技術都具有較強的可行性，它們可以獨自或者是相互結合的應用在不同的電力生產過程當中，其中PF和MEA方法是眾多方法當中綜合效益最高的形式，但是從當前的發展情況來看，還需要對其進行更加深入的研究，這樣才能更加有效的降低生產的成本投入，完善其應用的效果。

【參考文獻】

[1]高潔，郭斌.溫室氣體二氧化碳的回收與資源化[J].污染防治技術.2007(01)

[2]晏水平、方夢祥、張衛風、駱仲泱、岑可法.煙氣中CO2化學吸收法脫除技術分析與進展[J].化工進展.2006(09)