1、1国家工业节能降碳技术应用指南与案例(2024 年版)之十二:工业降碳技术(一)燃煤锅炉烟气碳捕集协同污染物深度治理技术1.技术适用范围技术适用范围适用于燃煤锅炉二氧化碳捕集利用。2.技术原理及工艺技术原理及工艺依托清华大学开发的第二代低能耗碳捕集先进技术,进行技术集成与工艺优化。吸收剂采用双向分离有机胺溶剂进行碳捕集,解吸塔结合催化材料促进液相二氧化碳的解吸速率,具有碳捕集效率高、系统安全可靠等优点。技术路线如图 1 所示。图1 技术路线图3.技术功能特性技术功能特性及指标及指标(1)复合胺-物理溶剂-水三元两相碳捕集吸收剂,碳捕集效率90%;(2)有机物逃逸控制力强,碳捕集后烟气中二氧化硫
2、、颗粒物排放浓度3 毫克/立方米。24.应用案例应用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为河北建滔能源发展有限公司,应用单位为河北建滔能源发展有限公司。改造前燃煤锅炉未建设碳捕集系统,二氧化碳直接排空,主要耗能种类为煤炭,燃煤锅炉出力 150 吨/小时,燃煤烟气量 12 万立方米/小时。(2)主要技术改造内容:锅炉系统安装烟气预处理塔、二氧化碳吸收塔、二氧化碳解吸塔、多级水洗塔、液液分相器、高效换热器、解吸二氧化碳处理装置以及吸收剂净化设备。2022 年 2 月实施节能改造,实施周期 1 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,碳捕集能力达 20 万吨/年,消减掉系统自身耗能的碳排放,
3、实现二氧化碳减排量 13.7 万吨/年。投资额为 1.95 亿元,投资回收期为 5 年。3(二)氢冶金炉顶气二氧化碳脱除技术1.技术适用范围技术适用范围适用于冶金行业工艺气体脱碳处理。2.技术原理及工艺技术原理及工艺利用 N-甲基二乙醇胺溶液可选择性与二氧化碳形成不稳定碳酸盐的特性,对炉顶气中的低浓度二氧化碳进行低温吸收、高温解吸,进入下道二氧化碳精制单元,得到工业级与食品级二氧化碳产品,最终实现炉顶气脱碳循环与二氧化碳回收利用。工艺流程如图 2 所示。图2 工艺流程图3.技术功能特性技术功能特性及指标及指标二氧化碳脱除工艺与直接还原工序相结合,脱碳后气体中二氧化碳含量1%。4.应用案例应用案
4、例4(1)项目基本情况:技术提供单位为河钢集团有限公司,应用单位为张宣科技氢冶金公司。改造前冶金工艺流程无二氧化碳脱除单元,含二氧化碳工艺气直接排空,工艺气排放量为 75 吨/小时。(2)主要技术改造内容:冶金工序增设二氧化碳脱除单元,安装吸收塔、汽提塔、脱碳后洗涤器、贫富液换热器等装置。2021 年 5 月实施建设,实施周期 1 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:改造完成后,二氧化碳吸收量为 11.4 吨/小时,年用电量为 215 万千瓦时,消减掉系统自身耗能的碳排放,实现二氧化碳减排量 8.9 万吨/年。投资额为 2000 万元,投资回收期为 4.5 年。5(三)工业废气二氧化碳捕集矿化
5、制备负碳板材关键技术1.技术适用范围技术适用范围适用于工业废气二氧化碳利用。2.技术原理及工艺技术原理及工艺采用常温矿化固结技术,模拟自然界岩石生成过程,优化设计工艺参数,利用含硅、钙成分的材料,在催化剂作用下加速与工业烟气中的二氧化碳发生矿化反应,生成具有负碳属性的建材产品(负碳石材、粉料、骨料等),代替天然石材,有效减少山石开采,直接利用高浓度工业尾气。工艺流程如图 3 所示。图3 工艺流程图3.技术功能特性技术功能特性及指标及指标(1)工业固废与化工废气协同制备负碳建材,单位质量建材固碳量约 0.2 吨/吨;(2)工艺参数优化设计,可直接利用二氧化碳浓度10%的化工废气。64.应用案例应
6、用案例(1)项目基本情况:技术提供单位为山东京韵泰博负碳科技有限公司,应用单位为山东京博控股集团有限公司恒丰分公司。该项目为新建项目,设计年产负碳板材产品 25 万吨,主要能耗种类为电力,年耗电量为 750 万千瓦时,主要消耗原材料为外排工业废气和钢渣,年消耗工业废气(二氧化碳浓度 10%15%)5 万吨、年消耗钢渣 20 万吨。(2)主要技术改造内容:安装混料罐、碳化反应器、压机、坯体输送设备等 32台(套)关键设备。2022 年 6 月实施建设,实施周期 1.5 年。(3)节能降碳效果及投资回收期:建设完成后,单位产品可固化二氧化碳 200 千克/吨,消减掉系统自身耗能的碳排放,实现二氧化