電廠煙氣中二氧化碳的捕集技術(shù)

1、電廠煙氣中二氧化碳的捕集技術(shù)馬雙忱 孫云雪馬京香蘇敏 金鑫華北電力大學環(huán)境科學與工程學院，保定，071003摘要：作為主要的溫室氣體，CO2減排問題引起全球范圍的廣泛關(guān)注。電廠是最大最集中 的。02排放源，進行電廠脫碳是減少CO2進入大氣的一個重要切入點。通過對CO2捕集技 術(shù)及應(yīng)用途徑研究可知，C02捕集技術(shù)路線可分為燃燒前脫碳、燃燒后脫碳、富氧燃燒以 及化學鏈燃燒技術(shù)等；傳統(tǒng)。02捕集技術(shù)主要有吸收法、吸附法、低溫蒸餾法和膜分離法 等。通過傳統(tǒng)的MEA法和EC02技術(shù)原理以及費用的分析比較，發(fā)現(xiàn)ECO2技術(shù)費用低， 脫除效率高，ECO2技術(shù)比MEA法更適于回收CO2，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)

2、鍵詞：二氧化碳，溫室效應(yīng)，捕集，吸收法，ECO2技術(shù)Capture Technology of Carbon Dioxide in Flue Gases from Power PlantShuangchen Ma Yunxue Sun Jingxiang Ma Min Su Xin JinSchool of Environmental Science and Engineering, North China Electric Power University,Baoding, 071003Abstract: As CO2 is the most important greenhouse gas

3、, reducing its emission becomes an attentive problem in the whole world. It can be discovered that power plant is the most greatly and centralized CO2 emission source, and carrying on the power plant decarbonisation is an important breakthrough to reduce CO2 to enter atmosphere. In the view of resea

4、rch on CO2 capture technology and application routes, it can be found that there are four CO 2 capture routes: pre-combustion decarbonisation, post-combustion decarbonisation, oxyfuel combustion and chemical looping combustion, and absorption, adsorption, low-temperature distillation and membrane se

5、paration are mainly traditional technologies for CO2 capture. Through analyzing and comparing the principles of traditional MEA and ECO2 technologies as well as their expenses, it can be discovered that ECO 2 technology is more suitable to recycle CO 2 as its low cost and high efficiency and it has

6、widespread application prospect.Keywords: carbon dioxide, greenhouse effort, capture, absorption process, ECO2 technology1引言近年來，越來越多的學者認為全球氣候變暖和海平面上升是由CO2為主導因子的溫室效 應(yīng)引發(fā)的1-4。CO2的排放速度正隨著人類利用能源速度的增長而迅速地增長，據(jù)政府間氣 候變化專門委員會(IPCC)預(yù)測，人類活動產(chǎn)生的CO2將從1997年的271億t/a增長到2100年的 950億t/a，而大氣中C O2的體積分數(shù)也將從現(xiàn)有的360 x10-6增長到20

7、50年的720 x10-6 5。21世紀，化石燃料將繼續(xù)主導熱力和電力生產(chǎn)，燃燒化石燃料所導致的空氣污染和溫 室效應(yīng)嚴重地威脅著人類賴以生存的地球環(huán)境。全球氣候變暖和溫室效應(yīng)是各國可持續(xù)發(fā) 展面臨的共同挑戰(zhàn)，解決方法是尋求成本低且有效的方案來減少CO2的排放6。除了節(jié)約 能源、利用清潔能源和清潔燃燒技術(shù)外，重要途徑是CO2的捕集和埋存。正如英國碳捕集 埋存聯(lián)盟的發(fā)起人和主管、倫敦帝國理工學院能源技術(shù)及可持續(xù)發(fā)展研究組 JonGibbins(2006)指出：“ CO2捕集和埋存是我們實現(xiàn)對后代承擔環(huán)境責任的關(guān)鍵”。歐盟 委員會在2006年發(fā)表的歐洲安全、競爭、可持續(xù)發(fā)展能源戰(zhàn)略中，明確地將“加大

8、研 發(fā)CO2捕集和埋存新技術(shù)、努力減少溫室氣體排放”作為其一系列政策與措施之一 7。在人類排放的CO2中，電廠是最大最集中的排放源，發(fā)電的CO2排放量占全球總排放量 的37.5 %，電廠煙道氣是CO2長期穩(wěn)定集中的排放源8。由電廠煙道氣中捕集回收CO2不僅 是緩解CO2排放危機的最直接有效的手段，還能通過回收有價值副產(chǎn)品而降低減排成本。 控制電廠CO2的排放是人類減少。2進入大氣最重要的切入點9。2電廠CO2捕集技術(shù)路線針對火電廠排放的CO2,考慮到燃料主要是由碳、氫、氧三種元素構(gòu)成，而空氣是助 燃氣體，從分離作用在燃燒的不同階段劃分，CO2捕集技術(shù)路線主要可以分為4種，即： 燃燒后脫碳、燃燒

9、前脫碳、富氧燃燒以及化學鏈燃燒技術(shù)9，如圖1所示。圖1電廠CO2捕集技術(shù)路線2.1燃燒后脫碳技術(shù)燃燒后脫碳技術(shù)是在燃燒后的煙氣中捕集或分離CO2。針對火電廠排放的煙氣中CO2 分壓低、處理量大，且同時含有少量氧氣(O2)的煙氣體積大、排放壓力低、CO2分壓小， 投資和運行成本比較高1011。2.2燃燒前脫碳技術(shù)12燃燒前脫碳是在碳基燃料燃燒前，將其化學能從碳轉(zhuǎn)移到其他物質(zhì)中，再將其進行分 離。作為當今國際上最引人注目的高效清潔發(fā)電技術(shù)之一，IGCC是最典型的可以進行燃 燒前脫碳的系統(tǒng)。它將煤炭氣化與燃氣一蒸汽聯(lián)合循環(huán)有效地結(jié)合起來，實現(xiàn)了能量的梯 級利用，將煤中的化學能盡可能多的轉(zhuǎn)化為電能，極

10、大的提高了機組發(fā)電效率。燃料進入 氣化爐氣化，生產(chǎn)出煤氣，然后再將煤氣重整，使其變?yōu)镃O2和H2，將燃料化學能轉(zhuǎn)到H2 中，然后再對CO2和H2進行分離。一般IGCC系統(tǒng)的氣化爐都采用富氧或純氧技術(shù)，所需 氣體體積大幅度變小、CO2體積分數(shù)顯著變大，從而大大降低投資和運行費用。目前世界 上已經(jīng)運行的IGCC機組，其供電效率已經(jīng)達到43%左右，隨著相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的不斷發(fā)展， 還可以進一步提高到50%左右。2.3富氧燃燒技術(shù)該技術(shù)是利用空氣分離系統(tǒng)獲得富氧，然后燃料與O2共同進入專門的富氧燃燒爐進行 燃燒，一般需要對燃燒后的煙氣進行重新回注燃燒爐，這一方面降低燃燒溫度；另一方面 也進一步提高了 CO

11、2的體積分數(shù)13。由于惰性成分氮氣濃度大大降低，無謂的能源消耗大 幅度降低，30%40%的富氧空氣燃燒就可以降低燃料消費的20%30%，提高了熱效率， 同時煙氣中CO2的濃度提高，可達到將近90%，從而更容易捕集。但該技術(shù)需要專門材料 的富氧燃燒設(shè)備以及空氣分離系統(tǒng)，這將大幅度提高系統(tǒng)投資成本，目前大型的富氧燃燒 技術(shù)仍處于研究階段1415。2.4化學鏈燃燒技術(shù)16化學鏈燃燒技術(shù)是通過金屬氧化物，使燃料與空氣不直接接觸，CO2產(chǎn)生在專門的反 應(yīng)器中，從而避免了空氣對CO2的稀釋。金屬氧化物在燃料反應(yīng)器中與燃料進行與空氣隔絕 的反應(yīng)（1），產(chǎn)生熱能、金屬單質(zhì)以及CO2和水，金屬單質(zhì)通過輸送到空氣

12、反應(yīng)器中與氧 氣進行反應(yīng)（2），再生為金屬氧化物。燃料反應(yīng)器里的反應(yīng)：MeO+燃料 一Me+H2O+ CO2（1）空氣反應(yīng)器里的反應(yīng)：Me+ 2 O2一MeO（2）因為燃料反應(yīng)器生成CO2和水，所以CO2的捕獲非常容易，化學鏈燃燒法的經(jīng)濟性 要依靠大量可以無數(shù)次循環(huán)再生的有活性的氧化物載氧體，控制載氧體的磨損和惰性是該 技術(shù)成功的關(guān)鍵。由于其經(jīng)濟性好，化學鏈燃燒技術(shù)作為煙氣中捕集分離CO2的新方法前 景看好，一些專家學者認為該技術(shù)對從煙氣中分離CO2具有很大的潛能。3 CO2的分離捕集技術(shù)工業(yè)上傳統(tǒng)的CO2捕集技術(shù)有很多種，歸納起來，主要有四種方法：吸收法、吸附法、 低溫蒸餾法和膜分離法171

13、8。近年來，還研究開發(fā)出了許多有前景的新方法，如電化學法、 酶法、光生物合成法、催化劑法等19。3.1吸收法3.1.1吸收法的分類工業(yè)上采用的氣體吸收法，可分為物理吸收法和化學吸收法20：1）物理吸收法物理吸收法是在加壓下用有機溶劑對酸性氣體進行吸收來達到分離脫除的目的。由于 不發(fā)生化學反應(yīng)，溶劑的再生通過降壓來實現(xiàn)，因此所需再生能量相當少。該法關(guān)鍵是確 定優(yōu)良的吸收劑。所選的吸收劑必須對CO2的溶解度大、選擇性好、沸點高、無腐蝕、無 毒性、性能穩(wěn)定。典型的物理吸收法有Shell公司的環(huán)丁砜法，Norton公司的聚乙二醇二甲醚法、Lurgi 公司的甲醇法，另外，還有N-甲基毗咯烷酮法、粉末溶劑

14、法（所用溶劑為碳酸丙烯酯），三 乙醇胺也可作為物理溶劑使用。2）化學吸收法化學吸收法是使原料氣和化學溶劑在吸收塔內(nèi)發(fā)生化學反應(yīng)，CO2被吸收至溶劑中成 為富液，富液進入脫析塔加熱分解出CO2從而達到分離回收CO2的目的。圖2為化學吸收 法工藝流程示意圖?；瘜W吸收法的關(guān)鍵是控制好吸收塔和解析塔的溫度與壓力。傳統(tǒng)的化學溶劑一般是K2CO3水溶液或乙醇胺類的水溶液。傳統(tǒng)回收煙道氣中的CO2 采用以一乙醇胺（MEA）為主溶劑的MEA法。用氨水洗滌煙氣脫除其中的CO2，其低成 本高效率等特點近幾年得到廣泛的關(guān)注。另外，采用石灰石循環(huán)煅燒和吸收煙氣中CO2也 被認為是一種高效、經(jīng)濟的方法，但這種吸收方法循

15、環(huán)效率降低比較快，吸收劑的利用效 率也較低21。吸收液圖2吸收液圖2化學吸收法工藝流程凈化氣在煙道氣中，對于CO2分壓低的煙道氣，適合用化學溶劑；而CO2分壓較高時，則適 合用物理溶劑，如Selexol。物理吸收法和化學吸收法對CO2的吸收效果好，分離回收的 CO2的純度高達99.9%以上，而且可有效脫除H2S（脫除率高達100%），其缺點是成本較高。3.1.2 MEA法回收煙道氣中CO2傳統(tǒng)回收煙道氣中CO2主要采用以-乙醇胺（MEA）為主溶劑的MEA法。 MEA法回收CO2的反應(yīng)原理22MEA與CO2的反應(yīng)式如下：CO2 + CO2 + HOCH2CH2NH2HOCH2CH2HNCOO -

16、 + H+（3） TOC o 1-5 h z H+ + HOCH2CH2NH2 r HOCH2CH2NH +（4）總反應(yīng)式如下：CO. + 2HOCH，CH，NH，r HOCHCHHNCOO- + HOCHCHNH +（5）22222222 MEA法回收CO2工藝流程煙道氣經(jīng)洗滌冷卻后由引風機送入吸收塔，其大部分CO2被溶劑吸收，尾氣由塔頂排 入大氣。吸收CO2后的富液從塔底流出，由塔底經(jīng)泵送至冷凝器和貧富液換熱器，回收熱 量后送入再生塔。再生出的CO2經(jīng)冷凝后分離除去其中的水分，即得到純度大于99.5%的 CO2產(chǎn)品氣，送入后續(xù)工序。再生氣中被冷凝分離出來的冷凝液送入地下槽，再用泵送至 吸收

17、塔頂洗滌段和再生塔作回流液使用。部分解吸了 CO2的溶液進入再沸器，使其中的 CO2進一步再生。由再生塔底部出來的貧液經(jīng)貧富液換熱器后，用泵送至水冷器，最后進 入吸收塔頂部。此溶液往返循環(huán)構(gòu)成連續(xù)吸收和再生CO2的工藝過程22。MEA法回收CO2流程圖見圖3。招倍 A 二氧化喉24圖3 MEA法回收CO2流程圖1.冷卻塔2.風機3.吸收塔4.富液泵5.冷凝器6.換熱器7.再生塔8.貧液泵9,10.水冷器11,再沸器12.分離器13,地下槽，回流泵14.胺回收加熱器15,過濾器MEA法技術(shù)應(yīng)用評價在傳統(tǒng)的化學脫除過程中，用MEA法脫除CO2已進行了廣泛的研究，并成功地應(yīng)用于 化工廠的CO2回收。

18、但是，使用MEA技術(shù)有很大的不足之處：成本較高、吸收率慢、吸收 容量小、吸收劑用量大、有高的設(shè)備腐蝕率、胺類會被其他煙氣成分降解、同時吸收劑再 生時能耗高等，因此有必要對該技術(shù)進行改進，以降低成本，提高吸收劑的利用效率23。ECO2 技術(shù)最近幾年，用氨水洗滌煙道氣脫除CO2的技術(shù)得到了世界范圍的廣泛關(guān)注。美國 Powerspan公司開發(fā)了。2捕集工藝，可使用氨水從電廠煙氣中捕集CO2。這是該公司與 DOE國家能源技術(shù)實驗室（NETL）共同研究的結(jié)果。BP替代能源公司與Powerspan公司正 在開發(fā)和驗證Powerspan公司稱為ECO2的基于氨水的CO2捕集技術(shù)，下一步將把該技術(shù)商業(yè) 化應(yīng)用

19、于燃煤電廠24。 ECO2技術(shù)吸收CO2的反應(yīng)原理25 TOC o 1-5 h z CO2與氨水可以在不同溫度條件下進行化學反應(yīng)，在室溫、一個大氣壓、無水參與的 情況下，主要生成NH2COONH4，而NH2COONH4很容易溶解于水，產(chǎn)物是（NH4） 2CO3，反 乙IZ-iII Z-i。應(yīng)式如下：CO2 + 2NH. = NH2COONH4（6）NH2COONH4 + H2O = （NH4） 2CO3（7）此干式反應(yīng)本來也可考慮應(yīng)用于氨法脫碳，只是通常電廠煙道氣體中CO2含量很高， 最大可達16%，這樣脫除過程中所需的氨氣濃度必然會很高，而氨氣的爆炸極限是 15%28%，如設(shè)計不合理的話，很

20、容易引起爆炸，因此不推薦采用干法脫碳。一般都采 用氨水噴淋的方法來達到脫碳目的，總反應(yīng)如式下： TOC o 1-5 h z CO2 + NH3 + H2O = NH4HCO3（8）當然實際反應(yīng)比較復(fù)雜，可視為分步反應(yīng)，首先生成NH2COONH4：CO2 + NH3 = NH2COONH4（9）NH2COONH4接著遇水合成：NH2COONH4 + H2O = NH4HCO3 + NH3（10）同時發(fā)生：NH3 + H2o = NH4OH產(chǎn)物NH4HCO3與產(chǎn)物NH4OH發(fā)生反應(yīng)：NH4HCO3 + NH4OH = (NH4) 2CO3 + H2O最后(NH4)2CO3 吸收 co2 合成 NH

21、4HCO3:(NH4)2CO3 + CO2 + H2O = 2NH4HCO ECO2工藝流程（11）（12）（13）地道氣 出口（11）（12）（13）地道氣 出口純度99,9 % .圖4 ECO2法回收CO2流程圖 ECO2技術(shù)的優(yōu)點根據(jù)NETL等對使用氨水吸收CO2進行的研究表明，傳統(tǒng)的MEA工藝用于CO2脫除，CO2 負荷能力低，有高的設(shè)備腐蝕率，胺類會被其他煙氣成分降解，同時吸收劑再生時能耗高。 比較而言，氨水吸收CO2有較高的負荷能力，無腐蝕問題，在煙氣環(huán)境下不會降解，可使 吸收劑補充量減少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低于MEA。NETL采用Powerspan公司開發(fā)的EC

22、O2工藝和MEA工藝相比，有四方面優(yōu)點：1）蒸汽負荷??；2）產(chǎn)生較濃縮的CO2攜帶物；3）較低的化學品成本；4）產(chǎn)生可供銷售的副產(chǎn)品實現(xiàn)多污染物控制。在該ECO2工藝中，CO2通過用氨水洗滌從煙氣中被捕集，氨水通過形成二碳酸銨鹽吸 收C02。得到的NH4HCO3溶液可被熱法再生，釋放出C02和NH3。NH3被分離并返回洗滌器， 得到濃縮的C02流尤其適用于回收。使用氨水脫碳時脫除效率可達9599%，甚至100%，而 常規(guī)的MEA法效率為90%左右。氨水脫碳的副產(chǎn)品為NH4HCO3，可作為肥料使用；其熱穩(wěn) 定性較差，熱解可得到氨水和C02,氨水可循環(huán)使用，C02可作為工業(yè)原料。從吸收能力看， 氨

23、水溶液為MEA溶液的2.43.2倍，而成本為MEA溶液的1 /6（工業(yè)級）。因此，氨水溶液遠 優(yōu)于MEA溶液。以下為MEA和氨水吸收C02的成本比較：MEA 吸收 CO2：($0.6803) ( 0.3lbMEA MEA 吸收 CO2：($0.6803) ( 0.3lbMEA xI IbMEA )lb吸收劑）pb吸收劑0.054lbCO2)$3.78IbCO2氨水吸收co2：f $0B5 x WbNH 3 llbNH3 ) I lb吸收劑xfjb吸收劑)I 0.068lbCO、2$0.29lbCO2據(jù)測算，與己商業(yè)化應(yīng)用的基于胺類的。2捕集技術(shù)相比，基于氨水的CO2捕集技術(shù)在 成本上可望大大節(jié)

24、約。研究表明，脫除煙氣中的。02時，氨水優(yōu)于MEA溶液：氨水吸收。02的反應(yīng)不是純放 熱反應(yīng)；吸收能力可以高達1.0kgCO2 /kg氨以上；氨水的再生容易，并且可以得到高純度 的C02；所得到的副產(chǎn)品NH4HC03是我國農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用的氮肥，具有一定的經(jīng)濟價值。 同時因為許多電廠用氨水來除NOx，所以該法占用設(shè)備及場地很少，十分經(jīng)濟26。3.2吸附法吸附法是利用固態(tài)吸附劑對原料混合氣中的CO2的選擇性可逆吸附作用來分離回收 CO2 的27。吸附法又分為變溫吸附法（TSA）和變壓吸附法（PSA），吸附劑在高溫（或高壓）時吸附 CO2,降溫（或降壓）后將。02解析出來，通過周期性的溫度（或壓力）

25、變化，從而使CO2分離 出來。常用的吸附劑有天然沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠和活性炭等。采用吸附法時， 一般需要多臺吸附器并聯(lián)使用，以保證整個過程能連續(xù)地輸入原料混合氣，連續(xù)取出CO2 產(chǎn)品氣和未吸附氣體。吸附法的關(guān)鍵是吸附劑的載荷能力，其主要決定因素是溫差（或壓 差）。吸附法工藝過程簡單、能耗低，但吸附劑容量有限，需大量吸附劑，且吸附解吸頻繁， 要求自動化程度高。英國伯明翰大學和皇家科學大學的科學家研究了 一種以鉀為促進劑的水滑石 （Potassium-promoted hydrotalcite）吸附介質(zhì)，試驗表明，此吸附劑能從208302C的煙道氣 中回收C02，其吸附C02能力高于0.

26、8 mol/kg。據(jù)稱，如對吸附劑的再生循環(huán)時間嚴加控 制，其脫除C02的效率可達97%。日本Toshiba Corporate R&D Center研究的鋰釔鋯酸鹽為 吸附劑，可吸附自身體積500倍的C02。目前吸附劑的成本較高，如果能在高效和降低成 本方面取得突破并進一步優(yōu)化工藝，該技術(shù)將有望成為一種有競爭力的技術(shù)。3.3低溫蒸餾法該技術(shù)主要用于分離回收油田伴生氣中的C02,石油開采時向油層注入C02,可以提 高原油回收率，同時也產(chǎn)生大量的油田伴生氣，隨著采油次數(shù)的增加，伴生氣中C02的含 量可能增加到90%以上。為了降低采油成本，提高采油量，必須從伴生氣中的C02分離出 來，再注入油井中

27、。比較典型的工藝是美國Koch Process（KPS）公司的Ryan Holmes三塔和四塔工藝，整個 流程包括乙烷回收、甲烷脫除、添加劑回收和C02回收。低溫蒸餾法能耗高，分離效果較 差，只適用于油田伴生氣中C02的回收。在未來的IGCC設(shè)計或C02再循環(huán)系統(tǒng)中，由于 煙道氣中具有高濃度的C02,低溫蒸餾法值得考慮，其優(yōu)點是可以產(chǎn)生用管道輸送的液體 CO228。3.4膜分離法膜分離法是利用某些聚合材料,如醋酸纖維、聚酰亞胺等制成的薄膜對不同氣體的滲透 率的不同來分離氣體的。膜分離的驅(qū)動力是壓差，當膜兩邊存在壓差時，滲透率高的氣體 組分以很高的速率透過薄膜，形成滲透氣流，滲透率低的氣體則絕大

28、部分在薄膜進氣側(cè)形 成殘留氣流，兩股氣流分別引出從而達到分離的目的24。圖5為膜分離工藝流程示意圖。工業(yè)上用于C02分離的膜材質(zhì)主要有：醋酸纖維、乙基纖維素、聚苯醚及聚砜等。近年來一些性能優(yōu)異的新型膜材料正不斷涌現(xiàn)，如聚酰亞胺膜、聚苯氧改性膜、二胺基聚砜 復(fù)合膜、含二胺的聚碳酸酯復(fù)合膜、丙烯酸酯的低分子膜等，均表現(xiàn)出優(yōu)異的CO2滲透性。 膜分離法回收CO2裝置簡單、操作方便，是當今世界上發(fā)展迅速的一項節(jié)能型CO2分離回 收技術(shù)，但是一般膜分離法難以得到高純度CO2。目前許多研究者都在開發(fā)硅石、沸石和 碳素膜等無機膜。日本Yamaguchi大學的研究小組制造了一種沸石礦物膜，CO2通過膜的 速度

29、是N2的100倍；英國BG公司用漠磺化聚環(huán)氧丙烷制成脫除CO2的高效分離膜，對 CO2和天然氣的滲透比率為59： 1。膜分離法回收CO2成本高，長期運行的可靠性有待進 一步解決2930。殘氣十 膜反應(yīng)器殘氣十 膜反應(yīng)器圖5膜分離工藝流程圖3.5電化學法19Winnick最早提出使用熔融碳酸鹽燃料電池膜從飛行艙的空氣中分離出CO2,并且首先 對用熔融碳酸鹽膜從電廠煙氣中分離CO2進行了研究。最近，日本大阪研究社 （OsakaResearch Institutein Japan）、英國石油公司（British Petroleum in theUK ）和意大利 Ansald o公司（Ansaldo

30、Fuel Cells in Italy）也對用熔融碳酸鹽電化學系統(tǒng)分離捕集煙氣中CO2 進行了實驗研究。Granite研究了使用堿性碳酸鹽或堿土碳酸鹽固態(tài)電解質(zhì)分離煙氣中CO2 的可能性。Granite和Pennline提出在正常量級下?lián)诫s堿土碳酸鹽可以增加離子的電導率。熔融碳酸鹽燃料電池是在閉合電路（應(yīng)用一個外部電動勢）下通過膜傳輸CO2-，其反應(yīng)原理 3如下： TOC o 1-5 h z 陰極：O2+2 CO2+4e=2CO;-（14）陽極：H2+2CO 2 - =2CO2+2H2O+4e（15）總反應(yīng)：O2+2H2=2H2O（16）熔融碳酸鹽電化學電池分離CO2有幾個優(yōu)點：1）熔融碳酸鹽

31、在燃料電池方面的應(yīng)用有廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)；2）隨著溫度的升高，約100%的熔融碳酸鹽對CO2-進行了傳輸；33）在600C顯示了高約1S/cm的電導率，CO;-的擴散率相當于10-5cm2/s；4）從電廠煙道氣中分離CO2的附加電力費用較低。但是，熔融碳酸鹽電化學電池在電廠煙道氣分離CO2的應(yīng)用中也有缺點：熔融碳酸鹽 是一個糊狀腐蝕劑，在高溫下具有極強的腐蝕性，其制作和操作都很困難；煙道氣中的SO2 也會毒化電池，導致硫酸鹽的生成；在高溫煙道氣環(huán)境下，電解質(zhì)隔離和電極退化也是嚴 重的問題。此外，熔融碳酸鹽電化學法還需要在具有更高傳導性的碳酸鹽離子固態(tài)電解質(zhì) 研制方面取得突破并進一步優(yōu)化工藝，改進后

32、的熔融碳酸鹽電化學法可望成為一種有競爭 力的CO2分離捕集技術(shù)。4結(jié)語CO2減排是一個全球性問題，許多國家開始通過廣泛的國際合作，開展了許多政府組 織，研究機構(gòu)和企業(yè)參與的CO2捕集項目，隨著更多項目的開展，CO2捕集技術(shù)將逐漸成熟 并被普遍接受，成為電力行業(yè)減少碳排放最重要的技術(shù)。同時CO2作為燃燒的副產(chǎn)物，對 其進行綜合利用，不僅可提高原料總利用率，降低捕集成本，提高產(chǎn)品市場競爭力，而且 可以為社會提供優(yōu)質(zhì)而豐富的CO2產(chǎn)品，具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。參考文獻Robert Watson, John Houghton. Climate Change 2001: The Scientifi

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