碳捕捉與封存技術(shù)簡(jiǎn)述
碳捕獲和封存(以下簡(jiǎn)稱CCS)是一種將工業(yè)和能源排放源產(chǎn)生的CO2進(jìn)行收集、運(yùn)輸并安全存儲(chǔ)到某處使其長(zhǎng)期與大氣隔離的過(guò)程。CCS主要由捕獲、運(yùn)輸、封存三個(gè)環(huán)節(jié)組成。
捕獲
CO2的捕獲，指將CO2從化石燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣中分離出來(lái),并將其壓縮的過(guò)程。
對(duì)于大量分散型的CO2排放源是難于實(shí)現(xiàn)碳的收集,碳捕獲的主要目標(biāo)是化石燃料電廠、鋼鐵廠、水泥廠、煉油廠、合成氨廠等CO2的集中排放源。目前針對(duì)化石燃料電廠的捕獲分離系統(tǒng)主要有三種，即燃燒后捕獲系統(tǒng)、燃燒前捕獲系統(tǒng)和氧化燃料捕獲系統(tǒng)。
CO2捕獲已經(jīng)在一些工業(yè)應(yīng)用中采用,馬來(lái)西亞一家工廠采用化學(xué)吸附工藝,每年從燃?xì)怆姀S的煙道氣流中分離出0·2×106t的CO2,用于尿素生產(chǎn)。美國(guó)北達(dá)科他州煤氣化工廠采用物理溶劑工藝,每年從氣流中分離出3·3×106t的CO2,用于生產(chǎn)合成天然氣,捕獲的一部分CO2用于加拿大的強(qiáng)化采油項(xiàng)目。
運(yùn)輸
CO2的運(yùn)輸,指將分離并壓縮后的CO2通過(guò)管道或運(yùn)輸工具運(yùn)至存儲(chǔ)地。第一條長(zhǎng)距離的CO2輸送管道于20世紀(jì)70年代初投入運(yùn)行。在美國(guó),有超過(guò)2, 500公里的CO2輸送管道,通過(guò)這些管道,每年有大約40×106t的CO2被運(yùn)輸?shù)降驴怂_斯州用于強(qiáng)化采油。
封存
CO2的存儲(chǔ),指將運(yùn)抵存儲(chǔ)地的CO2注入到如地下鹽水層、廢棄油氣田、煤礦等地質(zhì)結(jié)構(gòu)層或者深海海底或海床以下的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中。
這個(gè)過(guò)程涉及許多在石油和天然氣開(kāi)采和制造業(yè)中研發(fā)和普遍應(yīng)用的技術(shù),如用泵向井下注入CO2,并通過(guò)在井底部的鑿孔或篩子使CO2進(jìn)入巖層。
此外CO2回注油田可以提高采油率,在煤層中注入CO2,可以回收煤層氣,這個(gè)過(guò)程也就是通常所說(shuō)的強(qiáng)化采油(EOR)和強(qiáng)化采煤層氣(ECBM)。目前有三個(gè)工業(yè)規(guī)模(大于1×108tCO2/a)的項(xiàng)目在采用這種技術(shù):北海的斯萊普內(nèi)爾(Sleipner)項(xiàng)目、加拿大的韋本(Weyburn)項(xiàng)目和阿爾及利亞的薩拉赫(Salah)項(xiàng)目。
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