2016年8月,在中科院战略性先导专项以及中科院科研装备研制支持下,山西煤化所完成了国内首套200 Nm3/h循环流化移动床连续CO2吸脱附示范装置实验。实验结果表明,CO2捕获率达到90%以上,标志着该技术向工业化迈出了坚实一步。
在未来几十年,煤电在全国发电量中的比重仍会占到60%以上,以燃煤为主的火力发电企业是CO2主要的排放碳源。因而对于燃煤排放的CO2进行低成本大规模捕获对于实现低碳减排、解决全球变暖具有重大意义。目前,CO2捕获、利用和封存(CCUS)技术被认为是快速减少大气中CO2浓度最直接有效的技术手段之一。
近几年,课题组先后开发了具有自主知识产权的K基和有机胺类吸附剂(授权号:ZL2011103515970),并实现了吸附剂的制备放大,其CO2吸附容量分别为2.5 mmol/g和4.5 mmol/g以上,达到了同类吸附剂的国际先进水平。同时研制并搭建了与吸附剂相匹配的具有自主知识产权的200 Nm3/h循环流化移动床连续CO2吸脱附中试示范平台(授权号:ZL2011103515966、ZL2014100554337),该技术具有气固接触面积大、气体处理量大、传质传热好、易工业放大等优点,具有较高的技术竞争性。该技术的研发成功为燃煤电厂的碳捕集提供了重要的技术支撑,同时提升了我国在碳减排技术领域的核心竞争力。
多年来,研究团队从CO2吸附剂的设计制备、构效关系及吸脱附机理、流态化流场模拟、工艺条件优化及流化床吸附装置设计等方面进行了系统研究,共发表高水平论文40余篇,授权国内专利5项。
循环流化移动床连续CO2吸脱附示范装置
K基吸附剂吨级制备
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