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国内首套膜法捕碳示范装置建成中交
作者:化小北 来源:煤化工信息网 浏览次数:1676次 更新时间:2021-12-02

1122日,我国首套膜法捕碳示范项目——南化公司动力锅炉50000标准立方米/日二氧化碳捕集装置进行中交。这是该公司持续创新助力“双碳”目标实现,在二氧化碳捕集、利用与封存(CCUS)领域取得的又一个新成果。

默默奉献,相当于种树5000万棵

从膜法捕碳装置向北1公里,汇集各类二氧化碳捕集实验装置的南化研究院气体净化研发中心,挂着“中国石化二氧化碳捕集与资源化利用重点实验室”铭牌。

从著名化工专家朱世勇、南京市科技之星王祥云、江苏省劳动模范江洋洋,到研发“南京丝”当了十余年无名英雄的孔凡敏,实验里数十年来星光灿烂。

1998年,当时还是气体净化所胺法脱碳组组长的毛松柏跟随专家们赴贵州赤天化开展技术服务,得知客户企业以天然气为原料的合成氨装置需要使用二氧化碳。客户企业的二氧化碳捕集装置存在很多技术问题,向南化寻求帮助。

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。毛松柏带领团队研发了低分压(烟气等)二氧化碳捕集技术,解决了捕碳存在的技术问题,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。

这项技术被广泛应用于我国中西部地区采用天然气制甲醇的骨干企业,取得了良好的经济和社会效益。

20多年来,该公司持续推进捕碳技术研究,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。该公司CCUS技术每年助国内燃煤电厂和化肥、钢铁企业捕碳用碳超过百万吨,相当于种下了5000多万棵树。

盯住难点,不断提高技术含金量

火力发电厂是二氧化碳排放大户,排放量约占总量的50%。因为烟道气内二氧化碳含量低、压力低,捕集技术要求更高。

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,在中国石化集团胜利电厂建成了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。

具体负责申请这个项目的女博士江洋洋,是该公司研究院引进的首批高层次人才。为了准确表述“创新点”等核心内容,争取评审专家对项目的支持,当时身怀六甲的江洋洋克服了身体种种不适,每天夜以继日研究政策信息,开展大量技术调研,反复琢磨项目书编制的关键环节,曾连续工作了48个小时。

2011年,申请方案成功获批。江洋洋带领团队进入CCUS技术研发“国家队”。

课题组以近乎每天一个配方的速度,完成了100多个实验样的模试。他们带着最好的溶剂配方去地处偏僻、交通不便的胜利电厂,开展为期两个月的工业试验,每个人都被蚊子叮了一身红疱。

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。

625日,由南化公司提供工艺包开发、中国石化石油工程建设有限公司提供工程设计,国内规模最大的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集工程国华锦界电厂15万吨/年碳捕集项目投入运行,各项技术指标,达世界规模最大碳捕集项目设计水平。

已经建设示范装置的膜法二氧化碳捕集技术,具有能耗低、无溶剂挥发、设备占地面积小、放大效应不显著、适用各种处理规模等优点,是绿色碳捕集技术的发展方向。

解放思想,坚定迈向高水平科技自立自强

距离CCUS重点实验室500米的该公司煤化工部净化单元,正在运行着中国石化最大的二氧化碳捕集装置——华东液碳二氧化碳捕集试验区,每年捕碳10万吨,用于华东石油局、江苏油田等上游企业驱油,已经实现增产超过1万吨。

该公司积极推进CCUS全产业链项目,采用南化技术从烟气中捕集到的高纯度二氧化碳,被用于生产醋酸、甲醇、尿素等。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”,积极扩大二氧化碳资源化利用领域。

2019年,该公司与天津大学合作,联手开发膜法二氧化碳捕集技术。该公司科研人员进行了上百次的集中研讨、试验和攻关,完成了中试研究,实现了单位二氧化碳捕集能耗下降30%、产品二氧化碳纯度达95%、二氧化碳回收率达90%等关键目标。

示范装置建设克服了在老旧厂区勘探选址、新冠肺炎疫情防控升级、暴雨高温天气影响等困难,低碳组的工程师们每天到现场跟踪检查,确保了建设质量进度。

江苏省劳动模范、该公司副总工程师江洋洋,曾作为访问学者,与澳大利亚科研人员进行技术交流,积极探索CCUS全产业链项目国际合作。

“我们绝不能守摊保本、安于现状,要积极取得新突破”“做科研要有干大事、创大业的气魄和劲头”……日前,该公司研究院结合企业“十四五”高质量转型升级发展规划,开展了“解放思想搞科研”大讨论,立足科技创新主战场,坚定迈向高水平科技自立自强,积极为实现“双碳”目标做出更大贡献。