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水泥窑LCR碳中和、减碳技术

2021/11/03 来源:苏州仕净科技股份有限公司 手机看文章 阅读量:1,855

仕净科技近年来长期关注水泥光伏钢铁汽车等行业,研发了LCR脱碳(脱氮脱硫)减排一体化系统技术,能提供实现脱碳的同时完成脱氮、脱硫、二恶英、粉尘等超低排放的综合处理装备。......

一、行业现状分析

水泥行业是我国国民经济的重要基础产业,也构成了现代城市建筑的躯干。放眼全球,水泥行业贡献了碳排放总量的7%。如果将全球水泥行业看作一个国家,那么它将是仅次于中国和美国的第三大碳排放国。我国生产全球近六成水泥,水泥行业碳排放量也逾全球水泥产业碳排放总量的一半。

2019年全球水泥行业二氧化碳直接排放量为2.3Gt,约占工业二氧化碳直接排放总量的27%,约占全球二氧化碳排放总量的7%。(2020年受疫情影响有所下降)

2020年全国规模以上企业水泥产量23.77亿吨,其中水泥熟料产量达到15.79亿吨。我国水泥行业孰料生产碳排放量约13亿吨,约占工业碳排放总量的20%,约占全国碳排放总量的13%。水泥行业的低碳发展对实现碳达峰、碳中和目标有重要意义。

截止到2020年底,全国新型干法水泥生产线累计共有1609条,比2019年增加10条。

二、二氧化碳及其他污染物来源分析

水泥生产过程中的二氧化碳排放主要源于熟料生产过程,其中石灰石煅烧产生生石灰的过程所排放的二氧化碳,约占全生产过程碳排放总量的55-70%;高温煅烧过程需要燃烧燃料,因此产生的二氧化碳,约占全生产过程碳排放总量的25-40%。

水泥生产过程中主要污染物还有二氧化硫、氮氧化物、粉尘等。

三、减碳减排技术分析

水泥行业碳排放主要来源于熟料生产,一吨熟料排放约0.85-0.90吨二氧化碳,其主要原材料是石灰石、砂岩、铝铁质原料及燃煤。熟料生产中二氧化碳的50-65%来源于不可再生资源石灰石的分解,35%左右来源于燃煤。

现在欧洲及国内认为生物燃料直接燃烧技术可以改善碳排放,但由于燃烧温度不够、水泥产线物料平衡及生物能源专业化运营不完善等问题,生物燃料只在分解炉(900℃左右)尝试替代部分化石能源,世界范围内尚未有水泥回转窑生物能源替代燃煤的先例。今后很长一段时期内,预计难有经济可行、能大范围大比例替代石灰石的原材料。

仕净科技减碳减排技术(LCR碳中和减排技术)特点

苏州仕净科技股份有限公司(证券代码:301030,以下简称“仕净科技”)成立于2005年,位于江苏省苏州市,注册资金10000万元,现有员工500多人,其中研发技术人员超过130人。

仕净科技近年来长期关注水泥光伏钢铁汽车等行业,研发了LCR脱碳(脱氮脱硫)减排一体化系统技术,能提供实现脱碳的同时完成脱氮、脱硫、二恶英、粉尘等超低排放的综合处理装备。

LCR碳中和减排技术介绍:

碳中和技术根据减排机理可分为减碳、零碳、负碳三类:

减碳技术主要指节能减排技术,多应用于实现生产、消费、使用过程中高效能、低排放、低能耗、低污染的效果。

零碳技术主要指(几乎)零碳排放清洁能源技术,其中包含风力发电、光伏发电、零碳制氢、核能等技术,还包含储能系统的建立及技术开发。

负碳技术即负排放技术(NETs),主要应用于从大气中捕获、封存、积极利用、处理二氧化碳。负碳技术主要分为两类,一是增加生态碳汇类技术,利用生物过程增加碳移除,并在森林、土壤或湿地中储存;二是开发以降低大气中碳含量为特征的二氧化碳的捕集、封存、利用、转化等技术。

仕净科技拥有长期废气治理的经验,通过多年研发,筛选各种功能化合物,在经过数千次比较试验与运行后,终于选定有效的A、B催化剂。

B催化剂在LCR系统中可产生活泼OH-离子,其与CO2通过如下反应可以完成碳中和过程:   

CO2+2OH-=CO32-+H2O CO2+OH-=HCO3-

以烟气50万标方计,治理5%二氧化碳(约9吨/小时)时,其碳中和为衍生效应,不额外增加药剂成本;通过调节工艺参数,这个过程可以在LCR系统处理系统中,完成CO210%以下二氧化碳捕集及碳中和无需增加脱硝成本,如果处理CO2碳中和成本约每吨二氧化碳≤25元 。上述碳中和过程,主要依靠LCR技术所用A、B催化剂中的功能性化合物达成,在LCR吸收系统中即可完成,无需增加后处理工序。

也可以根据客户实际要求,按需定制后处理工序完成60%-80%以上二氧化碳捕集(综合成本约每吨二氧化碳≤25元),下列过程根据客户设计需求,流程和设备可以简化:

在定制的后处理工序中,水泥窑烟气通过LCR吸收塔底部,在吸收塔内烟气中CO2被A、B催化剂吸收形成富液,富液通过泵送至换热器加热后,再送到再生塔,在再生塔内解析出纯度95%以上的二氧化碳,解析后的贫液回到LCR吸收塔循环使用,从而达到了较低成本碳中和的效果。

如需定制CO2纯化精制系统,其过程如下:

二氧化碳气体从解析塔顶部引出,经冷凝、分水后进入压缩机三级压缩,提升至2.5MPa的高压气体,气体再通过干燥床和吸附床,脱除气体中的油脂、水分等杂质,通过冷冻液化系统液化后,分别进入工业级精馏塔和食品级精馏塔精馏,得到纯度为99.9%以上的工业级和纯度为99.99%以上的食品级二氧化碳液体,并通过管道送至储罐中贮存。

LCR碳中和减排技术与现有二氧化碳负排放技术对比: