结 论 30

致 谢 32

参 考 文 献 33

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1 绪论

1。1 本课题研究背景

全球持续变暖已经成为当今世界的一个重大问题，随着《京都议定书》的签订和《哥本 哈根协议》的达成，世界各国开始正视这一问题并承担起自己的责任，为改善全球气候变暖 这一现状而努力。

在造成温室效应的气体中，CO2 是对气候变化影响最大的温室气体，它产生的增温效应 占所有温室气体总增温效应的 63％。而在 2013 年，中国的碳排放量超越美国，排在了世界 第一。针对愈加严重的碳排放问题，中国政府承诺，到 2020 年中国单位国内生产总值 CO2 排放比 2005 年减少 40%～45%，任务艰巨。我国已成为了全球履约的焦点，承受的国际压力 越来越大。根据国家发改委能源局 2008 年的中国能源结构报告，中国一次能源消费中化石燃 料占 92。5%，其中煤炭占 69。5%，以煤为主的化石燃料燃烧过程中排放的 CO2 是 CO2 排放的 最大贡献者。基于我国二氧化碳的排放现状，实施二氧化碳捕集是减少二氧化碳排放最有效论文网

的途径之一，因此加强 CO2 捕集技术的研究和储备，已成为我国科技和经济发展的当务之急。 目前的脱碳技术，从分离作用在燃烧的不同阶段分，主要有 3 种，即: 燃烧后捕集[1]、燃烧前 捕获[2]、燃烧中脱碳[3][4]。

目前学术界和工业界公认最具前景的几个脱碳技术为循环流化床 O2/CO2 燃烧技术、碱金 属基固体吸收剂低温脱除烟气中 CO2 的新工艺和钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集 CO2 技术。 在这其中，氧燃料燃烧(即 O2/CO2 燃烧)技术和钙基吸收剂循环煅烧/碳酸化捕集 CO2 技术对燃 烧设备有一定的要求，现有的电厂燃烧设备需要进行适当改造才能与之匹配,但它们可广泛应 用于以后的新建电厂。相比而言，碱金属基固体吸收剂低温脱除烟气中 CO2 的技术，不需要 改变电厂原有的设备和布局，只需要在原有设备基础上增加一套 CO2 分离装置，对我国现有 的绝大多数火力发电厂，技术可行性高。

利用碱金属基固体吸收剂低温脱除烟气中 CO2，其碳酸化温度为 60～80℃ ，再生温度 为 100～200℃。在该温度下，吸收剂不易失活，多次循环后仍可保持较高的转化率。该系统 置于脱硫脱硝设备之后，避免因硫氧化物、氮氧化物造成的吸收剂大量失效。经脱硫脱硝后， 烟气温度降至 200℃左右，该反应系统所需能量可完全由烟气余热提供。成本和能耗都很低。 因此碱基吸收剂具有广阔的应用前景[5]。

相对于其他技术，碱金属基吸收剂干法脱碳技术的主要优势在于：其一，与  MEA   湿法

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吸收 CO2 相比，吸收剂对设备的腐蚀显著减轻，系统较为简单；其二，碱金属基吸收剂属于 低温吸收剂，其碳酸化温度为 60℃-80℃，再生温度为 100℃-300℃，再生能耗低，且在上述 温度区间，吸收剂多次循环后仍可保持较高的反应活性；其三，碱金属碳酸盐（Na2CO3 或 K2CO3）对环境没有危害，不会造成二次污染[6]。

1。2 碱金属基干法脱碳技术的原理

碱金属基干法脱除 CO2 技术的基本原理主要通过以下 2 个化学反应实现 CO2 的脱除和吸 收剂的再生。