碳中和征途上的二氧化碳捕集“黑科技”
2021/4/30
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来源：[互联网]
累计捕碳超16万吨，用于上游企业驱油，实现增产超过1万吨[中国石化新闻网2021-04-29]
编者按碳捕集、利用与封存（CarbonCapture,UtilizationandStorage），简称CCUS，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入新的生产过程进行循环再利用或封存，被普遍认为是减少化石燃料发电和工业过程中二氧化碳排放的关键技术。在中国石化，CCUS技术已研究了20多年，每年助国内燃煤电厂和化肥、钢铁企业捕碳用碳超百万吨。本版专题，小编带您走进中国石化最大的二氧化碳捕集装置所在的南化公司区域内的华东液碳二氧化碳捕集试验区，了解中国石化助力碳中和的“黑科技”。
悬挂专用标识，往返宁扬两地。
苏K73150槽罐车和其所在的车队，每天两趟将南化公司煤化工装置产生的二氧化碳运往江苏油田。由南化公司和华东石油局联手推进的二氧化碳捕集、封存与利用（CCUS）全产业链项目，自2007年投产至今，已累计捕碳超16万吨，用于华东石油局、江苏油田等上游企业驱油，实现增产超过1万吨。
作为碳减排的重要手段，CCUS技术在中国石化已研究了20多年，每年助国内燃煤电厂和化肥、钢铁企业捕碳用碳超百万吨，相当于种下了5000多万棵树。
瞄准用碳的捕碳研究
花树掩映的江北大道旁，有一座业界知名度颇高的企业化工科研单位——成立于1958年的南化公司研究院。
中国石化高级专家毛松柏表示：“CCUS并非新鲜事物，南化公司已做了20多年。”
在他的带领下，南化公司科研团队在国内最早开始CCUS技术研究。
1998年，当时还是南化公司胺法脱碳组组长的毛松柏跟随气体净化所的老专家赴贵州赤天化开展技术服务。
客户企业有一套以天然气为原料的30万吨/年合成氨装置，为了解决尿素生产缺碳问题，他们建了一套3000标准立方米/小时烟道气二氧化碳捕集装置。
装置投产后一直存在捕集溶剂氧化降解严重、蒸汽耗量高、设备腐蚀、二氧化碳产量低等问题。于是，客户向毛松柏等人寻求帮助。
捕集烟道气中的二氧化碳用于生产，在当时是一项难度很大的技术。34岁的毛松柏顶着巨大压力在研发合同上签字，接下了这个无人敢接的“烫手山芋”。
毛松柏带领团队研发了低分压（烟气等）二氧化碳捕集技术，溶剂中添加了活性胺、高效抗氧剂和缓蚀剂，降解损耗和蒸汽消耗明显降低。经过10多年的运行考察，二氧化碳产量完全符合设计标准，消除了设备腐蚀，生产操作稳定。
2006~2007年，我国中西部地区采用天然气制甲醇的骨干企业，几乎都采用了南化技术进行捕碳用碳，取得了良好的经济和社会效益。
自上世纪90年代重点开展二氧化碳捕集和资源化利用研究起，南化公司始终瞄准CCUS这个“城墙”冲锋，已拥有国内领先、国际先进的二氧化碳捕集技术，包括低供热源变压再生等催化热钾碱法新工艺、改良MDEA法脱碳技术、NHD等物理法净化技术等，应用范围从传统的合成气二氧化碳捕集拓展到天然气、炼厂气、EO/EG循环气、F-T合成循环气、各种烟气、高炉气、窑气等领域。
不辱使命的“国家队”
以煤化工部CCUS示范装置为圆点，100米半径内分别是集团公司二氧化碳捕集和资源化利用技术重点实验室、正在建设的采用最先进的膜法捕集技术的动力锅炉烟道气二氧化碳捕集示范装置。
“火力发电厂是二氧化碳排放大户，排放量约占总量的50%。”现任低碳组组长郭本帅介绍，南化公司曾为国内很多燃煤电厂提供捕碳技术，2010年上海世博会召开前，他们的捕碳新技术成功应用于当时全球最大的燃煤电厂——华能上海石洞口第二发电厂，年捕碳10万吨，相当于在上海种下了500多万棵树。
二氧化碳捕集率在80%以上、纯度在99.6%以上。该技术是怎样实现捕碳的呢？郭本帅介绍，黑色的煤粉借助鼓风机飞进炉堂，巨大的热能将遍布炉内管道里的水迅速汽化，含有烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮化物的烟气夺路而逃，顺着粗大的烟囱壁一路攀缘。
在一个弯道处，它们先被引入烟尘处理系统，洗了个澡，去除大部分粉尘，再进入二氧化碳捕集装置，守候着它们的新型捕集溶剂（或膜）好比一个强力电磁铁，将其中的二氧化碳牢牢“吸住”，送进“禁闭室”进行压缩液化，随后输送到指定容器内，再通过管道或槽罐车运输到二氧化碳需求单位。
2011年，南化公司成功申请了国家“十二五”科技支撑计划项目——“大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集、驱油及封存技术开发及应用示范”项目，首次作为课题承担单位牵头国家项目重点课题研究，在胜利电厂建成了3万吨/年捕集示范装置。装置将回收的二氧化碳液化，注入地下成为油田驱油的利器，完成驱油的二氧化碳可回收再利用。该项目获得2012年中国石化科技进步一等奖。
他们还完成了“十二五”国家科技支撑计划项目“二氧化碳矿化利用技术研发与工程示范”，目前正在实施“吸收剂综合性能评价及规模化制备”等两项“十三五”国家重点研发计划。
近年来，重点实验室共承担二氧化碳捕集和资源化利用项目近50项，其中有4个国家级项目、41个集团公司项目、两个江苏省项目，申请专利112件，获得授权36件，包括两件国外专利。
勇做“碳中和”先锋
中国将采取更加有力的政策和措施，使二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
“‘30·60’双碳目标（二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和）中的碳中和，本质就是碳排放与碳吸收相抵消，而实现碳吸收，主要依靠植树造林生物吸收和二氧化碳工业化捕集、利用与封存两种方式，把各种已产生的二氧化碳‘捕’回来，相对生物吸收，工业化捕集效果更明显、见效也更快。”4月10日，南化公司正在准备发展碳中和产业汇报材料的相关负责人介绍道。
南化公司CCUS技术已在四川维尼仑厂、青海油田格尔木炼油厂、胜利电厂等16个省市的30多家企业包括天然气锅炉烟气、燃煤锅炉烟气及其他类型的烟气二氧化碳捕集获得成功应用，装置的最大处理能力为11800标准立方米/小时，从烟气中捕集高纯度二氧化碳每年在100多万吨，用于生产醋酸、甲醇、尿素及食品二氧化碳等，既保护了环境，又为用户创造了数亿元的直接经济效益和巨大的社会效益。
“30·60”双碳目标，将为二氧化碳捕集和资源化利用技术拓展广阔的运用空间。目前，南化公司正在积极部署发展碳中和产业，切实履行央企政治责任和社会责任。