阿尔斯通引领二氧化碳捕捉技术

1、参考资料阿尔斯通引领二氧化碳捕捉技术碳捕捉与储存正在进行时德国勃兰登堡州的斯普莱贝格（Schwarze Pumpe）试验电厂是瑞典Vattenfall和阿尔斯通共同努力开发CCS技术的成果，也是全球首个演示富氧燃烧技术捕捉和储存二氧化碳的试验电厂。初期三年试运行后，该电厂计划将至少运行十年。 德国勃兰登堡州的斯普莱贝格试验电厂位于Vattenfall公司现有1600MW褐煤电厂旁边。这个由阿尔斯通提供富氧燃烧锅炉技术的30MW粉煤演示电厂，配备了用于演示完整富氧燃烧链所需的全部组件，从氧气生产一直到二氧化碳提纯与压缩。电厂建设和锅炉调试工作已经完成。2008年9月9日，试验电厂正式投产，启动一

2、个深入的测试程序。第一个测试阶段将主要试验使用褐煤，第二个测试阶段将主要使用烟煤。这些试验将提供绿地（Greenfield）和改造应用的传热、燃烧效率、排放、动态特性、电厂设计、效能、成本和经济效益的关键数据。根据Gaz de France与Vattenfall公司签署的一项合作协议，电厂在三年试运行期间所捕获的二氧化碳将用于增强欧洲第二大陆地气田Altmark的天然气采收和储存能力。这些二氧化碳将被注入地下3000米，试验永久储存二氧化碳延长气田自然寿命的各种方法。 这个30MW的试验电厂将为2015年建设的200到300MW演示电厂奠定技术基础。 技术透视：什么是富氧燃烧？富氧燃烧是捕获电

3、厂排出的二氧化碳的几种方法之一。欧洲和美国的供应商正与公共事业部门、学术界、美国能源部和欧盟合作研究并试验各种富氧燃烧应用。对各种二氧化碳减排技术的经济效益研究表明，富氧燃烧技术比燃烧前捕捉和燃烧后捕捉技术更具竞争力。 商业化规模系统的概念富氧燃烧技术是指混合使用高纯度氧气（总量 95%）和再循环烟气燃烧燃料，特别是烟气基本中不含大气里的氮。由此产生的烟气主要包含二氧化碳和水蒸汽，此外还有一些数量很少的氮、氧以及二氧化硫和氮氧化物等气体。由此产生的烟气相对容易处理（通过净化和蒸馏），从而将产品气体中的二氧化碳纯度提升至99%以上。然后，可以将二氧化碳做一些工业应用，如提高石油或天然气的采收率（

4、EOR或EGR）。此外，还可以对烟气进行干燥和压缩处理，然后进行地下埋藏，从而使电厂接近实现“零”排放。该技术可应用于现有的大量粉煤燃烧（PC）和循环流化床锅炉（CFB）电厂。经济效益评估显示，即使与采用先进的燃烧后捕捉技术，从空气燃烧系统中提取二氧化碳相比，富氧燃烧技术依然更具竞争力，而且其成本也低于目前的商用胺技术。实现富氧燃烧技术商业化的关键是从空气中分离出氧气。氧气生产目前可以使用深冷空气分离装置（ASU），或在将来使用效率更高的工艺，如氧气传输膜。采用现有ASU大规模生产氧气的挑战是能源问题。目前的深冷空气分离厂通常需要耗用电厂总发电量的18%左右（生产一吨氧气约耗电230度）。然而

5、，这些数据是从目前正在运行的工业应用ASU得出，未来大型电厂的ASU将比现有的ASU大很多。据计算，未来的ASU约为现有ASU的四倍。由于规模经济优势，这些ASU所耗用的电力相对更少。此外，人们正在积极开发各种新技术，目的是以更少的能源消耗实现从空气中分离氧气，这将显著提升富氧燃烧发电的经济效益和热效率。技术发展史早在1998年，阿尔斯通已初步完成几项研究，考察了富氧燃烧技术与其它二氧化碳减排技术相比在技术和经济上的可行性。这些研究涉及粉煤燃烧和循环流化床燃烧系统，并考虑了绿地和改造应用。概念验证工作还考虑了测试的规模和试验项目的规模。运行条件为了了解富氧燃烧技术的特性，Vattenfall公

6、司将研究以下几个能够大型电厂的典型燃烧条件，即。l 燃烧和火焰特性l 回收参数 l 热传导l 材料试验验证目标是测量氧气和空气燃烧系统的燃烧和气体处理参数。此外，试验还将获得一些普遍的运行经验，其中包括不同系统之间的负载变化和动态交互，尤其是再循环系统、ASU系统、二氧化碳压缩和提纯系统。实验结果将为进一步规划设备试验和设计商业化规模电厂提供依据。富氧燃烧技术本身是一种低风险的近期技术，原因如下：l 它采用成熟、可靠、已经商用的粉煤和循环流化床技术。l 氧气可以通过商用的深冷蒸馏空气分离工艺生产。 l 二氧化碳的净化、压缩和液化也采用成熟技术。此外，随着二氧化碳价值链的逐步形成和基础设施的不断

7、发展，项目的经济效益也有望得到提高。因此，富氧燃烧技术的发展对电力行业捕获和储存二氧化碳十分重要。为了实现电力行业的减排目标，碳捕捉与储存技术至关重要。全球各国政府必须努力确保尽早实施各项长期政策和市场规范，设备供应商也能够准备必要的生产能力，最终用户定制电厂适应计划。 全球范围内，有资助的发展计划应对氨和胺等燃烧后捕捉技术给予更高的优先考虑。这些技术是首批能够确保快速发展、实现减排目标、保持气候变化在可接受范围内的技术。其它技术也应给予鼓励，以确保有一系列技术，能够以最可靠、最经济高效的解决方案应对CCS行业所面临的巨大挑战。发展中国家应优先资助CCS项目和大型先期示范项目，因为这些项目所采用的技术可用于扩容现有的