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環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力 | 煙氣多污染物深度治理耦合高效碳捕集技術(shù)研發(fā)與工程示范

2025-07-07 11:26:32來源:中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會 關(guān)鍵詞:碳捕集工業(yè)廢氣處理閱讀量:720

導(dǎo)讀:清華大學(xué)團(tuán)隊創(chuàng)新開發(fā)了多元胺-物理溶劑復(fù)合吸收劑與催化解吸材料體系,構(gòu)建了低能耗、高穩(wěn)定性的碳捕集工藝,實現(xiàn)了二氧化碳捕集與污染物近零排放的協(xié)同增效,為行業(yè)提供了可復(fù)制的技術(shù)路徑。
  生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為支撐生態(tài)文明建設(shè)和各行各業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵力量,正面臨著轉(zhuǎn)型升級的迫切需求。環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力,正成為推動產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展的核心動力。本欄目將聚焦生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)的新技術(shù)、新裝備、新材料、新模式,深入宣傳推廣生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新成果,及時發(fā)布環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎項,全面介紹行業(yè)內(nèi)的實用技術(shù)裝備和示范工程,引導(dǎo)行業(yè)持續(xù)創(chuàng)新,加快人工智能、新材料、生物技術(shù)等高科技的融合賦能,為經(jīng)濟(jì)社會全面綠色轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)力量。
 
  環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎
 
  項目名稱:煙氣多污染物深度治理耦合高效碳捕集技術(shù)研發(fā)與工程示范
 
  項目編號:HJJS-2024-1-07
 
  獲獎等級:一等獎
 
  完成單位:清華大學(xué),河北建滔能源發(fā)展有限公司,北京國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計研究院有限公司,江蘇中創(chuàng)清源科技有限公司
 
  完成人:李俊華,陳陣,何燕生,馬永亮,蘇航,尹征,劉長東,陳建軍,趙兵海,焦玉璽
 
  項目簡介
 
  燃煤發(fā)電、鋼鐵、建材、石油化工等重點行業(yè)是主要的大氣污染物與二氧化碳(CO2)排放源,也是我國實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的主戰(zhàn)場。以有機胺溶液為吸收劑的化學(xué)吸收法具有吸收速率快、選擇性高、工藝流程成熟等優(yōu)點,適用于近常壓、大流量、較低CO2濃度(3%——30%)煙氣碳捕集過程,具有大規(guī)模推廣應(yīng)用潛力。為解決燃煤煙氣胺法碳捕集存在的高能耗、高物耗與“碳-污”治理相互影響的問題,清華大學(xué)牽頭負(fù)責(zé),聯(lián)合河北建滔能源發(fā)展有限公司、北京國環(huán)清華環(huán)境工程設(shè)計研究院有限公司、江蘇中創(chuàng)清源科技有限公司組建研發(fā)團(tuán)隊,展開了系統(tǒng)性研究,形成了多項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性技術(shù)成果:
 
  1. 明晰了不同胺組分與物理溶劑氫鍵網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成與分子間極性作用力,揭示了CO2解吸強化過程中直接催化與氣液平衡變化的共同作用機制;開發(fā)了多元復(fù)合胺新型吸收劑耦合多孔載體固體酸解吸催化劑的碳捕集技術(shù)體系,建立了支撐碳捕集工藝設(shè)計的核心材料物性參數(shù)庫。
 
  2. 設(shè)計研制了波紋孔板均質(zhì)填料強化傳質(zhì)、貧富液高效換熱器、濕式水洗-干式絲網(wǎng)過濾高效除霧、多級并行加熱再沸器、夾層式催化解吸整裝填料等高效吸收塔與節(jié)能型解吸塔內(nèi)關(guān)鍵構(gòu)件。
 
  3. 發(fā)明了選擇性離子交換樹脂吸附凈化熱穩(wěn)定性鹽耦合變壓深度精餾溶劑熱處理凈化雜質(zhì)工藝,研發(fā)了碳捕集煙氣深度預(yù)處理與多級水洗后處理工藝,有效降低二次污染物排放,實現(xiàn)了碳捕集系統(tǒng)低成本清潔穩(wěn)定運行。
 
  在河北建滔能源發(fā)展有限公司設(shè)計建成的20萬噸/年燃煤鍋爐煙氣碳捕集與循環(huán)利用項目穩(wěn)定運行15個月以上,捕集的二氧化碳全部用于醋酸生產(chǎn),節(jié)約了企業(yè)生產(chǎn)原料成本,產(chǎn)生良好的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。項目科技成果經(jīng)多位院士專家組成的技術(shù)鑒定委員會一致認(rèn)為:“該項目形成了燃煤煙氣CO2高效捕集-醋酸生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈及首套工藝,技術(shù)成果整體達(dá)到國際領(lǐng)先水平”。該成果入選中國減污降碳協(xié)同增效典型案例和國家工信部節(jié)能降碳技術(shù)裝備推薦目錄,榮獲第50屆日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎和中國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)協(xié)會環(huán)境技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。
 
  獲獎感言
 
  李俊華 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院 教授
 
  本項目以“雙碳”戰(zhàn)略為引領(lǐng),聚焦燃煤煙氣減污降碳協(xié)同治理,通過產(chǎn)學(xué)研深度協(xié)作,突破了胺法碳捕集高能耗、碳污交互影響等技術(shù)瓶頸。團(tuán)隊創(chuàng)新開發(fā)了多元胺-物理溶劑復(fù)合吸收劑與催化解吸材料體系,構(gòu)建了低能耗、高穩(wěn)定性的碳捕集工藝,實現(xiàn)了CO?捕集與污染物近零排放的協(xié)同增效,為行業(yè)提供了可復(fù)制的技術(shù)路徑。在成果轉(zhuǎn)化方面,項目通過“技術(shù)研發(fā)-工程示范-產(chǎn)業(yè)應(yīng)用”全鏈條聯(lián)動,支撐了20萬噸/年CO?捕集與資源化利用工程落地,驗證了技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境友好性。建議未來進(jìn)一步深化“低碳工藝-資源回收-能效優(yōu)化”協(xié)同創(chuàng)新:一是推動碳捕集與工業(yè)原料耦合利用,拓展CO?高值化應(yīng)用場景;二是加強智能控制與新型材料研發(fā),提升系統(tǒng)能效與穩(wěn)定性;三是完善碳捕集行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,促進(jìn)減污降碳技術(shù)在高排放行業(yè)的規(guī)?;茝V。團(tuán)隊將繼續(xù)深耕煙氣治理與碳捕集利用技術(shù),為綠色低碳發(fā)展貢獻(xiàn)科技力量。
 
  原標(biāo)題:環(huán)保新質(zhì)生產(chǎn)力|煙氣多污染物深度治理耦合高效碳捕集技術(shù)研發(fā)與工程示范
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