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水泥窯LCR碳中和、減碳技術

2021/11/03 來源:蘇州仕凈科技股份有限公司 手機看文章 閱讀量:2,460

仕凈科技近年來長期關注水泥光伏鋼鐵汽車等行業,研發了LCR脫碳(脫氮脫硫)減排一體化系統技術,能提供實現脫碳的同時完成脫氮、脫硫、二惡英、粉塵等超低排放的綜合處理裝備。......

一、行業現狀分析

水泥行業是我國國民經濟的重要基礎產業,也構成了現代城市建筑的軀干。放眼全球,水泥行業貢獻了碳排放總量的7%。如果將全球水泥行業看作一個國家,那么它將是僅次于中國和美國的第三大碳排放國。我國生產全球近六成水泥,水泥行業碳排放量也逾全球水泥產業碳排放總量的一半。

2019年全球水泥行業二氧化碳直接排放量為2.3Gt,約占工業二氧化碳直接排放總量的27%,約占全球二氧化碳排放總量的7%。(2020年受疫情影響有所下降)

2020年全國規模以上企業水泥產量23.77億噸,其中水泥熟料產量達到15.79億噸。我國水泥行業孰料生產碳排放量約13億噸,約占工業碳排放總量的20%,約占全國碳排放總量的13%。水泥行業的低碳發展對實現碳達峰、碳中和目標有重要意義。

截止到2020年底,全國新型干法水泥生產線累計共有1609條,比2019年增加10條。

二、二氧化碳及其他污染物來源分析

水泥生產過程中的二氧化碳排放主要源于熟料生產過程,其中石灰石煅燒產生生石灰的過程所排放的二氧化碳,約占全生產過程碳排放總量的55-70%;高溫煅燒過程需要燃燒燃料,因此產生的二氧化碳,約占全生產過程碳排放總量的25-40%。

水泥生產過程中主要污染物還有二氧化硫、氮氧化物、粉塵等。

三、減碳減排技術分析

水泥行業碳排放主要來源于熟料生產,一噸熟料排放約0.85-0.90噸二氧化碳,其主要原材料是石灰石、砂巖、鋁鐵質原料及燃煤。熟料生產中二氧化碳的50-65%來源于不可再生資源石灰石的分解,35%左右來源于燃煤。

現在歐洲及國內認為生物燃料直接燃燒技術可以改善碳排放,但由于燃燒溫度不夠、水泥產線物料平衡及生物能源專業化運營不完善等問題,生物燃料只在分解爐(900℃左右)嘗試替代部分化石能源,世界范圍內尚未有水泥回轉窯生物能源替代燃煤的先例。今后很長一段時期內,預計難有經濟可行、能大范圍大比例替代石灰石的原材料。

仕凈科技減碳減排技術(LCR碳中和減排技術)特點

蘇州仕凈科技股份有限公司(證券代碼:301030,以下簡稱“仕凈科技”)成立于2005年,位于江蘇省蘇州市,注冊資金10000萬元,現有員工500多人,其中研發技術人員超過130人。

仕凈科技近年來長期關注水泥光伏鋼鐵汽車等行業,研發了LCR脫碳(脫氮脫硫)減排一體化系統技術,能提供實現脫碳的同時完成脫氮、脫硫、二惡英、粉塵等超低排放的綜合處理裝備。

LCR碳中和減排技術介紹:

碳中和技術根據減排機理可分為減碳、零碳、負碳三類:

減碳技術主要指節能減排技術,多應用于實現生產、消費、使用過程中高效能、低排放、低能耗、低污染的效果。

零碳技術主要指(幾乎)零碳排放清潔能源技術,其中包含風力發電、光伏發電、零碳制氫、核能等技術,還包含儲能系統的建立及技術開發。

負碳技術即負排放技術(NETs),主要應用于從大氣中捕獲、封存、積極利用、處理二氧化碳。負碳技術主要分為兩類,一是增加生態碳匯類技術,利用生物過程增加碳移除,并在森林、土壤或濕地中儲存;二是開發以降低大氣中碳含量為特征的二氧化碳的捕集、封存、利用、轉化等技術。

仕凈科技擁有長期廢氣治理的經驗,通過多年研發,篩選各種功能化合物,在經過數千次比較試驗與運行后,終于選定有效的A、B催化劑。

B催化劑在LCR系統中可產生活潑OH-離子,其與CO2通過如下反應可以完成碳中和過程:   

CO2+2OH-=CO32-+H2O CO2+OH-=HCO3-

以煙氣50萬標方計,治理5%二氧化碳(約9噸/小時)時,其碳中和為衍生效應,不額外增加藥劑成本;通過調節工藝參數,這個過程可以在LCR系統處理系統中,完成CO210%以下二氧化碳捕集及碳中和無需增加脫硝成本,如果處理CO2碳中和成本約每噸二氧化碳≤25元 。上述碳中和過程,主要依靠LCR技術所用A、B催化劑中的功能性化合物達成,在LCR吸收系統中即可完成,無需增加后處理工序。

也可以根據客戶實際要求,按需定制后處理工序完成60%-80%以上二氧化碳捕集(綜合成本約每噸二氧化碳≤25元),下列過程根據客戶設計需求,流程和設備可以簡化:

在定制的后處理工序中,水泥窯煙氣通過LCR吸收塔底部,在吸收塔內煙氣中CO2被A、B催化劑吸收形成富液,富液通過泵送至換熱器加熱后,再送到再生塔,在再生塔內解析出純度95%以上的二氧化碳,解析后的貧液回到LCR吸收塔循環使用,從而達到了較低成本碳中和的效果。

如需定制CO2純化精制系統,其過程如下:

二氧化碳氣體從解析塔頂部引出,經冷凝、分水后進入壓縮機三級壓縮,提升至2.5MPa的高壓氣體,氣體再通過干燥床和吸附床,脫除氣體中的油脂、水分等雜質,通過冷凍液化系統液化后,分別進入工業級精餾塔和食品級精餾塔精餾,得到純度為99.9%以上的工業級和純度為99.99%以上的食品級二氧化碳液體,并通過管道送至儲罐中貯存。

LCR碳中和減排技術與現有二氧化碳負排放技術對比: