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1、2008年5月电力设备May12008第9卷第5期ElectricalEquipmentVo.l9No.5CO2减排及封存利用技术概况及发展李现勇(北京国电华北电力工程有限公司IGCC及煤气化研究设计部,北京市100011)摘要:减缓以至最终控制能源生产利用过程中CO2的排放量,是全球能源生产面临的重大挑战。文章从提高能源利用效率和转化效率以及CO2的捕集、分离和利用两个方面介绍了国内外CO2减排技术,如洗煤技术、高效清洁煤技术等,以及分离捕集CO2、封存利用CO2的各种方法。对CO2减排技术的发展方向还作了探讨。关键词:温室气体;减排;发展方向;二
2、氧化碳中图分类号:X511化石燃料燃烧过程中会排放出大量的有害物质,示了21世纪世界能源科技的趋向,将对世界能源前引发酸雨和“温室效应”等地球环境问题。全球气候景和全球环境的改善将产生重大的影响。变化与能源转换和利用密切相关,在导致气候变化的能源转换和利用技术进步减少CO2排放量的途各种温室气体中,CO2的贡献率占50%以上。人类活径如图1所示。具体可分为提高能源利用效率和分动中排放的CO2有70%来自化石燃料的燃烧。离、捕集CO2两个方面。研究表明,中国是世界上受气候变暖影响最大的地区之一。今后20—25年,中国每年气候增暖的幅度将超过全球平均气温
3、增长幅度,水资源、农牧业、土地、生态环境及人体健康等都将因此而受到危害。因此无论从可持续发展的角度,还是从应尽的国际义务,加强温室气体排放量的控制都是中国的必然选择。1国内外CO2减排技术概况近年来,发达国家陆续投入大量资金,加强能源技术的研究与开发。美国1987年开始实施的“清洁煤技术计划”,到1993年末已投资69亿美元,是美国政府最大的创新计划,其目标是到2010年燃烧发电的热效率达到55%,排放的污染物减少到原排放标准的10%。日本新日光计划(1993—2020年)的研究开发费用达15500亿日元,目标是到2030年节能量和新能源占能源供应量
4、的34%,CO2减排50%。1999年,基于现有单一的洁净煤技术无法同时满图1能源转换和利用技术进步减少CO2排放量足21世纪对化石燃料的利用效率、经济性和环保的的发展趋势高标准要求,美国能源部提出了2000年开始实施的21世纪前景发展计划(Vision21),强调多种先进技术2提高能源利用效率和转化效率的集成,大力推进煤炭的高效洁净综合利用技术,以期最终实现近零排放的煤炭利用系统。2003年美国研究表明,每提高1个百分点的能源效率,就可又宣布了FutureGen示范项目,计划未来10年内投资以减少大约2%的排放量。因此提高能量利用效率和10亿美元建
5、成世界上第一个污染近零排放的化石燃转化效率,既可降低能源生产和利用成本,又可有效料电厂。降低污染物和CO2排放量,是实现CO2减排最为现实发达国家的这些中、长期重点研究开发课题,展的途径。8电力设备第9卷第5期211煤炭的洗选技术主的合成气,合成气在清除杂质后送燃气轮机、蒸汽洗煤可将煤炭的灰分减少50%以上,减少SO2排轮机生产动力。整体煤气化联合循环技术能达到较高放量,使热效率得到提高,从而减少了CO2排放量。的发电效率,一般在45%左右,可以减少多达95%～作为一种改善煤炭能源利用效率的环保低成本手段,99%的NOx和SOx排放量。随着整体煤气化
6、联合循环在发展中国家具有相当大的推广价值。技术的发展,未来系统效率有望达到56%。212利用现有技术改善和提高在运机组的运行整体煤气化联合循环技术的吸引力不仅仅在于状况提高效率和减少污染物及温室气体排放量,而且借助提高锅炉热效率的关键是提高燃烧效率、降低排碳捕集和封存手段,该技术有望成为未来近零排放能烟热损失。为此,可采用成熟的高效稳燃技术,如浓源系统的重要选择,成为未来“氢经济”的重要组成淡燃烧器、双通道燃烧器、宽调节比燃烧器等;改造原部分。有燃烧器、炉内空气动力场及配风结构,以增强锅炉对运行煤种的适应性;提高锅炉深度调峰能力,以保3分离、捕集CO
7、2和封存CO2及利用证燃料着火稳定、燃烧强烈、结渣较轻或不结渣、降低当前能源结构仍以化石燃料为主,要进一步降低飞灰含碳量;采用换热强度高的空气预热器,如热管CO2排放量,就必须从各个行业的化石燃料利用过程式空预器,确保热风温度不低于设计值;采用高效吹中分离和捕集CO2,并加以封存和利用。灰器,如声波吹灰器、燃气脉冲次灰器清洁受热面强3.1从常规尾气中分离CO2化换热;降低排烟温度,减少送、引风机电耗,降低厂从排烟中分离CO2将使电厂热效率降低7%～用电率;加强运行维护,减少燃烧系统、锅炉本体和空29%,大幅度增加发电成本,造成这种损失的主要原预器的漏
8、风率,减少排烟热损失。因是:在较低的压力下,从以氮气为主要成分的混合2.3采用高效清洁煤技术气体中分离较低浓
