低能耗相变法二氧化碳捕集技术

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

申报单位

美斯顿公司成立于2002年，是国家高新技术企业、北京市“专精特新”中小企业、中关村瞪羚企业、北京民营企业中小百强。至今已完成烟气治理项目400余套，水治理项目60余套。
公司拥有数家子公司、四大生产基地及两大研发中心。北京研发中心占地700㎡，配有专职研发人员40余人，其中，高级职称3人，中级职称12人，硕士及以上学历12人，其余人员均为本科以上学历。目前中心已取得丰硕的研发成果，包括烟气脱硫脱硝除尘技术、水污染治理技术、CCUS技术、多系列环保撬装装置、智慧环保技术、智能监测系统等已累计获得150余项自主知识产权。

适用范围

适用于各工业企业的锅炉烟气低浓度CO2捕集，如火电厂的燃煤锅炉烟气、水泥窑炉的烟气、玻璃窑炉、钢厂的高炉和烧结机等排放的烟气、石油炼化企业的催化裂化锅炉烟气以及各种化工装置的烟气（如丙烷脱氢、乙烯裂解炉等）、电解铝烟气CO2捕集等。

技术原理

本项目采用化学吸收法，基于变温吸收解吸的原理，即吸收剂在低温下吸收CO2，在高温下进行解吸。
吸收剂组分为活性胺AR-NH、助吸收剂BR-NH）、活化剂CR-NH、降粘剂和水等。吸收剂在吸收CO2后形成氨基甲酸盐溶于水，部分有机相与生成的盐类发生竞争溶解而析出，由于密度差而分层。上层轻相回吸收塔，下层重相去解吸塔，由于只有部分吸收剂去解吸塔，从而降低了解吸升温需要的能量。

工艺流程及说明

烟气进入吸收塔，与自吸收塔填料顶部喷淋的吸收剂逆流接触，CO2被大量吸收。吸收CO2后的富液收集至吸收塔塔底，经富液泵输送至分相器进行轻/重相分离，重相经重相泵送至贫-富溶液换热器，与解吸塔底流出的贫液进行换热，换热降温后的贫液进入贫液冷却器降温至40℃后进入静态混合器，与分相器分离出的轻相混合均匀后进入吸收塔。
换热后的富相进入填料解吸塔，从塔内填料段上方喷淋，经塔底再沸器升温后释放CO2。CO2再生气沿解吸塔上行，排出塔顶后，冷凝除水，获得高纯度CO2产品气。

主要技术参数

CO2捕集率平均高于95%，解吸能耗低于2.0GJ/tCO2，CO2产品气纯度高于99.9%，吸收剂年损耗率低于0.3%。

经济指标

该技术为低浓度CO2捕集，适用于各种工业企业的烟气脱碳以及天然气脱碳和油田伴生气脱碳，应用范围广。根据处理气量规模及客户要求，建设投资范围较宽，如烟气量20万Nm3/h（CO2捕集量约34万吨/年）投资约2亿元左右，60万Nm3/h烟气（CO2~100万吨/年）投资约6亿元左右，我公司可提供工艺包设计、工程设计、核心设备供货或所有设备供货、技术服务以及部分安装等，占到投资额的50%甚至更多。在政策的引导下，该技术一定会大量普及，经济性非常可观。

工程示范及应用情况

1.中石油克拉玛依燃煤锅炉烟气脱碳项目：实施时间为2023年12月-2024年12月，内容：200Nm3/h烟气CO2脱碳，实施方式：设备租赁。
2.国能低碳院10万吨CO2捕集工艺包：实施时间为2024年-2025年，内容：10万吨/年同时脱硫脱碳项目工艺包设计服务，实施方式：提供设计方案和性能保证。

推广前景

根据国际能源署数据，碳中和目标下中国CO2减排需求为2030年0.2~4.08亿吨、2050年6~14.5亿吨、2060年10~18.2亿吨，由此可见二氧化碳捕集技术未来市场前景广阔。本技术目前已经在新疆克拉玛依油田燃煤锅炉烟气CO2捕集上有良好应用。未来3-5年，随着项目推广工作的不断深入，技术性能和技术指标将更加成熟、稳定，示范项目数量逐渐增加，附加美斯顿深耕的环保行业市场，相信我们的技术市场会成几何式增长，经济效益和环境效益是可预见的。

获奖情况

1.专利
发明专利：一种两相吸收剂及其应用，专利号ZL202310029182.4；
发明专利：一种液体分离设备及其控制方法，专利号ZL202110967122.8；
实用新型：一种分相设备，专利号ZL202122966570.4；
实用新型专利：一种二氧化碳提纯和液化系统，专利号ZL202321647339.1；
实用新型专利：脱硫脱碳系统，专利号ZL202122018496.3；
实用新型专利：分层减碳系统，专利号ZL202122020849.3；
实用新型专利：二氧化碳的捕集系统，专利号ZL20242 0083786.7；
实用新型专利：井口气分离系统，专利号ZL202421203588.6。
2.奖励
2023年获得北京市金桥工程种子资助项目；
2023年获得北京市朝阳区科技工作者资助项目。
3.荣誉资质
（1）本项目所获荣誉资质：
2022年获得北京市新技术新产品（服务）证书；
入选北京市发改委、北京市科委、中关村科技园管委会北京市创新型绿色技术目录；
被评选为2024年北京企业评价协会科技创新奖--科技创新产品。
（2）公司所获荣誉资质：
国家高新技术企业；
北京市“专精特新”中小企业；
北京市知识产权试点单位；
北京市民营企业中小百强；
获得ISO9001管理体系认证；
荣膺埃克森美孚优质供应商称号。