（浙江天地环保工程有限公司 310003）
摘要：近些年来由于以二氧化碳为主等温室气体的大量排放，严重危害了正常的生态环境，同时社会经济的发展也产生了不良影响，受到了各方面的广泛关注。为了改善与我们每个人密切相关的生态环境，以及响应近期国务院出台碳减排的行动计划，据此本文主要分析了燃煤电厂烟气中关于减少二氧化碳排放量的相关技术，阐述了二氧化碳脱除技术的基本原理，针对二氧化碳除碳过程中的技术问题进行深入研究，结合本次研究，最终提出了脱碳处理、化学吸收法等对策。最终希望通过本文的分析研究，实现燃煤电厂烟气中减少二氧化碳排放量的目标。
关键词：燃煤电厂；二氧化碳；减排技术
由于以二氧化碳为主等温室气体的大量排放，所导致的全球气候性变暖，温室环境效应加剧，使人类的生存环境面临巨大挑战。因此为了改善全球气候环境，体现大国责任担当我国在哥本哈根全球气候大会上郑重承诺，要将我国单位GDP的二氧化碳排放量在2020年之前减少40% ~ 45%。因此国家发改委将针对碳排放，对相应的排放企业展开强度考核。而煤炭燃烧是二氧化碳的主要来源，而燃煤电厂煤炭消耗量占比较大，因而国家发改委展开的碳排放控制计划首要的针对目标就是燃煤电厂，所以对于燃煤电厂而言要在保证供电量的同时，还要减少二氧化碳的排放量，就必须要通过相应减排技术的应用才能够完成这个目标。
要对燃煤电厂产生的烟气之中的二氧化碳应用相应的技术进行减排，主要是要控制其工艺过程，本文主要分析、探讨了采用化学吸收分离法等脱除煤炭二氧化碳含量的方法。只有通过采用先进的技术工艺才能够达到减少二氧化碳排放量的目的，笔者将在下文展开具体的论述。
一、燃煤电厂二氧化碳减排可选技术方案
人们一般把脱除二氧化碳的整个过程称之为脱碳。从国内外的现状来看，脱除二氧化碳时主要采用将其吸收的方式，多用溶液吸收剂将燃煤锅炉燃烧过程中出现的二氧化碳进行相应的吸收，其主要的吸收机理有两种，一种是物理吸收机理，另外一种是化学吸收机理。最近几年以来，又出现了几种新的固体脱碳的方法，例如：膜分离、变压吸附法等。目前，脱碳方式一般有四种：两种吸收方法，两种固体脱除二氧化碳的方法。
就化学吸收法而言，改良的热钾碱法是目前应用较为广泛的化学吸收方法。这种方法的原理是：将活化剂取少量添加到碳酸钾溶液之中，使其吸收以及解吸二氧化碳的速率得到相应的提升。活化剂的种类较多，根据其种类的变化，改良的热钾碱法也会发生相应的变化。改良的热钾碱法有四种方法：第一，复合催化法；第二，氨基乙酸法；第三，苯菲尔特法；第四，阻胺促进空间位法。
国内现在使用的物理吸收法有三种，即碳酸丙烯酯法、聚乙二醇二甲醚法以及冷甲醇法。利用物理吸收法进行对二氧化碳的吸收工作之时，一般采用的是降温、加压这两种措施。这种方式属于冷法，不需要消耗太多能量。在选择脱碳方式之时，要把最重要的限制条件氨加工的品种、气化方法及原料、后工序气体精制考虑在内。经济技术指标是方法选择的主要因素，也就是说，操作费用以及投资费用的高低对方法的选择起着决定性的作用。
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二、分离二氧化碳的过程
燃烧后捕集是从烟气中分离二氧化碳。该工艺路线是以成熟的化学溶剂胺吸收法为基础。胺与二氧化碳产生化学反应后形成一种含二氧化碳的化合物。然后对溶剂加温，化合物分解，分离出溶剂和高纯度的二氧化碳。对燃煤电站而言，燃烧产生的烟气含有很多污染物等杂质，杂质的存在会增加捕集的成本。因此，烟气进行吸收处理前要进行冷却处理，去除其中的活性杂质，如硫、氮氧化物和颗粒物等，否则这些杂质会优先与溶剂发生化学反应，消耗大量的溶剂并腐蚀设备。吸收剂在温度100一140℃和比在标准大气压略高的压力下得到再生。在目前的工艺条件下，溶剂再生和为便于运输压缩二氧化碳，都需要消耗大量的能量，因而大大折减了净发电量。
化学吸收法为目前国际上通用的脱碳处理方法，具有操作简易、见效快、投入成本低等显著特点。美国的James Weifu Lee等通过用氨水对燃煤过程产生的烟气进行喷撒淋灌处理，从而将二氧化碳气体转化为碳酸氢铵，从而有效降低温室气体的排放，根据此项实验的结果显示使用15%的氨水就能够有效的转化90%的二氧化碳气体。
三、富液处理
在吸收塔的吸收操作中，易溶组分在塔内被吸收剂吸收后，于塔底流出的溶液（其中包含有被吸收组分），称为富液。原料气体的进入途径主要是吸收塔的底部，进入之后会和吸收剂产生逆流接触，吸收剂由塔顶喷发出来，塔顶也会引出净化气。将气体吸收之后产生的富液会利用闪蒸汽减压从而进一步释放出闪蒸气，半富液经低压闪蒸后会被送入再生塔顶部，送入再生塔顶部的一瞬间会降至常压，并随之产生大量的二氧化碳，也就是其分离回收这一过程需要的二氧化碳。
四、吸收再生
吸收再生二氧化碳主要通过再生塔来进行。也可以通过甘氨基酸钠溶液对二氧化碳进行相应的吸收与再生。有些地方也将这种方式称之为捕集分离技术。这项技术现在全世界范围内是以一个热点研究技术问题而存在，在一部分燃煤电厂，已经大量应用相应的燃煤脱碳这种技术，将电厂燃烧之后产生的二氧化碳进行捕集，这项技术现在一些较为发达的国家比较普及，例如美国、日本等国家。就我国来看，第一个燃煤电厂捕集工作的开展是在北京的华能集团的热电厂开始实施。随着时间的推移，我国的这项技术的进步速度也会加快。这项采用MEA 捕集工程捕集燃烧后的二氧化碳，整套装置捕集二氧化碳的效率高达86 %到89 %之多，经过捕集的二氧化碳浓度已经达到 99%，北京华能集团的热电厂在运行脱碳装置后，可将二氧化碳排放量减少到3000t/a。
结束语
目前，捕集二氧化碳的技术已经基本上成为了一项热点内容，但是，其影响因素还是比较多，例如，国家政策、技术、经济、公众认知度等。这些因素让这项技术不能以较大规模的形式在世界上得到普及。从未来的发展来看，今后十年这项技术仍有保持较高增速的潜力。当前的关键问题，一是要深入认识这项技术存在的矛盾问题及其成因，二是要抓住时机，调整结构，转变减排方式，推动重要领域改革，为今后更长一个时期减排工作平稳较快发展打好基础。
参考文献：
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[3] 卫冬丽.中国燃煤电厂二氧化碳排放量计算方法研究[D].北京交通大学，2014（06）.
论文作者:程纪东
论文发表刊物:《电力设备》2015年5期供稿
论文发表时间:2015/12/23
标签：二氧化论文; 电厂论文; 燃煤论文; 脱碳论文; 技术论文; 烟气论文; 排放量论文; 《电力设备》2015年5期供稿论文;