摘要: 随着碳达峰提出，很多火电厂企业面临着巨大的挑战，到切实有效的技术成为企业实现碳减排的关键，实现碳减排的第一步便是二氧化碳捕集。目前常用的二氧化碳捕集技术有化学吸收法和固体吸附法，研究其捕集火电厂烟气中二氧化碳，对进一步实现碳固定、碳减排有着重要意义。 关键词：烟气、二氧化碳、捕集
1 概述
2020年我国政府在第七十五届联合国大会上提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。碳达峰和碳中和的提出，使很多企业面临着巨大的挑战，尤其是火电厂烟气中含有大量二氧化碳；但因烟气中CO2体积分数一般只有3%~15%【5】，因此烟气中CO2 捕集回收技术的关键制约因素是能耗较大，对电厂效率有较大影响，研究分析化学吸收法和固体吸附法在火电厂烟气中的应用，有利于进一步实现火电厂二氧化碳减排。
2火电厂烟气组分分析
随着人们环保意识的不断提高及政策收紧，大气污染物排放标准也越来越严格，根据火电厂大气污染物排放标准规定如下表一。
表一、大气污染物特别排放限值【1】
单位：mg/m³（烟气黑度除外）
序号 | 燃料和能量转化设施类型 | 污染物项目 | 适用条件 | 限值 | 污染物排放监控位置 |
1 | 燃煤锅炉 | 烟尘 | 全部 | 20 | 烟囱或烟道 |
二氧化硫 | 全部 | 50 |
氮氧化物（以NO2计） | 全部 | 100 |
汞及其化合物 | 全部 | 0.03 |
2 | 以油为燃料的锅炉或燃气轮机组 | 烟尘 | 全部 | 20 | 烟囱或烟道高清中国viad |
二氧化硫 | 全部 | 50 |
氮氧化物（以NO2计） | 燃油锅炉 | 100 |
燃气轮机组 | 120 |
3 | 以气体为燃料的锅炉或燃气轮机组 | 烟尘 | 全部 | 5 | 烟囱或烟道 |
二氧化硫 2011国际大学英辩论会 | 全部 | 35 |
氮氧化物（以NO2计） | 燃油锅炉 | 春天里 农民工100 |
燃气轮机组 | 50 |
4 | 燃煤锅炉，以油、气体为燃料的锅炉或燃气轮机组 | 烟气黑度（格林曼黑度）/级 杭州空气质量指数 | 全部 | I | 烟囱排放口 |
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然而，根据烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准规定，进入二氧化碳吸附装置的烟气指标宜符合下表二。
共享空间
表二、进入二氧化碳吸附装置的烟气指标【2】
序号 | 项目 | 指标 |
1 | 温度 | 不宜高于40℃【3】 |
2 | 粉尘 | 不宜大于5mg/Nm³ |
3 | 二氧化硫 | 不宜大于10mg/Nm³ |
4 | 氮氧化物 | 不宜大于50mg/Nm³ |
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对比表一、表二可知一般情况下火电厂烟气需要进一步处理，才能达到进入二氧化碳捕集装置要求。由于表二指标是推荐指标，另外，不同厂家化学吸收液和固体吸附剂性能不同，对进料指标的要求也有所不同。因而，最终火电厂烟气处理到什么指标进二氧化碳捕集装置，需要综合考虑标准要求及厂家化学吸收液和固体吸附剂性能。
3 化学吸收法
3.1基本情况
化学吸收法回收二氧化碳是目前应用最为广泛，技术也比较成熟的方法，常用的醇胺类吸收剂包括一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等 ，在火电厂烟气二氧化碳捕集方面，也有相对多的工程案例。
3.2工艺流程
烟气经预处理后，再经引风机加压后，进入吸收塔底部，与塔顶加入的贫液逆向接触，吸收烟气中的CO2成分，未被吸收的气体进烟道；塔底为吸收CO2后的富液，经吸收塔底泵加压并与贫液换热器换热升温后进入再生塔。富液在再生塔内通过加热方式由塔顶脱除CO2气体而再生，塔釜再沸器用蒸汽作为再沸器热源。再生后的贫液经换热回收能量，再经再生塔底泵经冷却后返回吸收塔。再生塔顶排的CO2气体含有水蒸汽和少量吸收液，经再生塔顶冷凝器冷凝后进入再生塔回流罐中，凝液全部作为回流由再生塔回流泵返回塔顶，未凝的气体则是半产品CO创造美2气，再根据具体需求进行压缩得到产品气。化学吸收法流程示意图如下图一所示。
图一、化学吸收法流程示意图
3.3工艺特点
化学吸收法主要优点是一次性投资成本低，操作运营费用低，运营消耗如下表三；缺点是操作检修相对频繁，吸收液的氧化降解严重，解析时能耗大【4】，产品气浓度高。
表三、化学吸收法吨产品运营消耗
