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傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集方面的应用

点击次数:188 发布时间:2022-11-15

CCS技术(Carbon Capture and Storage 的缩写,是将二氧化碳(CO2)捕获和封存的技术。)可以分为捕集、运输以及封存三个步骤,商业化的二氧化碳捕集已经运营了一段时间,技术已经发展得比较成熟,而二氧化碳封存技术各国还在进行大规模的实验。

一、二氧化碳捕集

二氧化碳的捕集方式主要有三种:燃烧前捕集(Pre-combustion)、富氧燃烧(Oxy-fuel combustion)和燃烧后捕集(Post-combustion)。

1.1燃烧前捕集

燃烧前捕集主要运用于IGCC(整体煤气化联合循环发电系统)系统中,将煤高压富氧气化变成煤气,再经过水煤气变换后将产生CO2和氢气(H2),气体压力和CO2浓度都很高,将很容易对CO2进行捕集。剩下的H2可以被当作燃料使用。

该技术的捕集系统小,能耗低,在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力,因此受到广泛关注。然而,IGCC发电技术仍面临着投资成本太高,可靠性还有待提高等问题。

1.2富氧燃烧

富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程,通过制氧技术,将空气中大比例的氮气(N2)脱除,直接采用高浓度的氧气(O2)与抽回的部分烟气(烟道气)的混合气体来替代空气,这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体,可以直接进行处理和封存。

欧洲已有在小型电厂进行改造的富氧燃烧项目。该技术路线面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗太高,还没找到一种廉价低耗的能动技术。

1.3 燃烧后捕集

燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2,如今常用的CO2分离技术主要有化学吸收法(利用酸碱性吸收)和物理吸收法(变温或变压吸附),此外还有膜分离法技术,正处于发展阶段,但却是*的在能耗和设备紧凑性方面具有非常大潜力的技术。

工业上,通常选用呈碱性的化学吸收液来吸收CO2,如:醇胺、钾碱和氨水等。目前较为成熟的化学吸收法工艺多基于乙醇胺类水溶液,如单乙醇胺法(MEA法)和二乙醇胺法(DEA法)和甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。

近几年新发展的化学吸收法工艺包括:混合胺法、空间位阻胺法、以及冷氨法等。化学吸收法适用于气体中CO2浓度较低时的CO2分离。

从理论上说,燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂。然而,普通烟气的压力小体积大,CO2浓度低,而且含有大量的N2,因此捕集系统庞大,耗费大量的能源。

二、二氧化碳运输

捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存,可以使用汽车、火车、轮船以及管道来进行运输。一般说来,管道是性价比非常合适的运输方式。2008年,美国约有5800千米的CO2管道,这些管道大都用以将CO2运输到油田,注入地下油层以提高石油采收率(Enhanced Oil Recovery,EOR)。

三、AtmosFIR傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集方面的应用

英国Protea公司在气体分析领域拥有前沿的先进技术和专业的气体分析设备。其中,AtmosFIR傅里叶红外气体分析仪系列产品广泛应用于气体分析领域,为客户解决气体分析的难题。北京乐氏科技作为英国Protea公司在中国区的总代理,承担着该品牌系列产品在中国区的销售和技术支持服务。我们的团队将用专业的技术、严谨的态度、热忱的服务为国内客户提供气体分析全套解决方案。

 

protea atmosFIR-02.png

 

目前,AtmosFIR傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集研究方面拥有广泛应用。该分析仪测试气体种类丰富,除非红外活性气体之外,可以覆盖所有二氧化碳捕集研究方面气体的检测需求。通过先进的化学计量方法可以建立不同浓度范围的气体分析模型,在分析过程中仪器根据样气浓度自动切换量程范围进行检测。

在二氧化碳捕集研究方面,傅里叶变换红外光谱原理是强大且适合的一种分析手段。以下是AtmosFIR在二氧化碳捕集应用的参数展示:

 

CO2捕集燃烧前.png

CO2捕集-富氧燃烧.png

CO2捕集-燃烧后(化学吸附).png

 




 

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