水泥行業(yè)的“碳捕手”——CCUS

由于水泥的生產(chǎn)規(guī)模及其生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)（過(guò)程排放），水泥工業(yè)被認(rèn)為是人為CO2排放的主要來(lái)源之一，占全球碳排放的8%。高排放行業(yè)將要承擔(dān)更多的碳減排義務(wù)，所以水泥產(chǎn)業(yè)降碳?jí)毫薮蟆?/p>

碳捕集、利用與封存（CCUS）技術(shù)被認(rèn)為是全球?qū)崿F(xiàn)減排行動(dòng)的重要技術(shù)途徑，也是我國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的重要手段。水泥行業(yè)流程簡(jiǎn)單，煙道單一，能夠捕獲的CO2比例很高，CCUS在水泥行業(yè)的應(yīng)用前景十分廣泛。

水泥工業(yè)CCUS技術(shù)是什么？

CCUS技術(shù)是指將工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳捕集起來(lái)，并采取多種措施加以儲(chǔ)存，然后投入到新的生產(chǎn)過(guò)程加以循環(huán)利用，避免其直接排放到大氣中的一種技術(shù)。

CO2的捕集方式有三大類：燃燒前捕集、富氧燃燒和燃燒后捕集。

燃燒前捕集是指在燃料燃燒前將其中的含碳組分分離出來(lái)，避免碳燃燒產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。

富氧燃燒是采用空氣分離等制氧技術(shù)，將空氣中氮?dú)饷摮?，直接采用高濃度的氧氣?lái)替代空氣使用，主要方法為鈣循環(huán)法。

燃燒后捕集是指在燃燒排放的煙氣中捕集CO2，主要方法有：吸收法、吸附法、直接分離等。

水泥排放尾氣中的CO2屬于低濃度碳源，燃燒后捕集和富氧燃燒是水泥行業(yè)CCUS技術(shù)應(yīng)用中較為普遍的方式。

CCUS過(guò)程示意圖

水泥工業(yè)主要的CO2捕獲工藝有哪些？

水泥工業(yè)主要采用MEA（一乙醇胺）化學(xué)吸收法、純氧燃燒法、冷卻氨水法、膜分離法、分體式鈣循環(huán)法和集成式鈣循環(huán)法6種CO2捕獲工藝流程。

1.MEA化學(xué)吸收法CO2捕獲是一種燃燒后捕獲技術(shù)，采用MEA溶劑從煙氣中吸收CO2。

2.純氧燃燒法主要是由氧氣與回收CO2混合組成的氧化劑進(jìn)行的，以產(chǎn)生一種富含CO2的煙氣，從而能夠相對(duì)容易地用CO2凈化裝置（CPU）進(jìn)行凈化。

3.冷卻氨水法（CAP）CO2捕獲是基于吸收法的燃燒后捕獲技術(shù)，其中使用冷卻的氨水作為溶劑從煙氣中除去CO2。

4.膜分離法是指在一定的條件下，通過(guò)膜對(duì)氣體的滲透有選擇性地將CO2分離出來(lái)。

5.鈣循環(huán)技術(shù)是以可逆碳化反應(yīng)為基礎(chǔ)，利用CaO與CaCO3的相互轉(zhuǎn)化來(lái)分離煙氣中的CO2。

6.集成式鈣循環(huán)法只適合回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)，不適合采用流化床的燒成系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)CCUS項(xiàng)目發(fā)展現(xiàn)狀如何？

CCUS技術(shù)未來(lái)減排潛力較大，是水泥行業(yè)實(shí)現(xiàn)降碳的重要手段，但受限于當(dāng)下技術(shù)成熟水平和技術(shù)成本，目前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)的CCUS應(yīng)用仍處于初期示范階段。

中國(guó)科協(xié)科普部

新華網(wǎng)

聯(lián)合出品