二氧化碳减排

1附件22016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表项目名称燃煤机组第三代低能耗紧凑型燃烧后CO2捕集工程示范项目编号201603D312001研究意义作为全球第一大CO2排放国，国情、发展阶段和能源结构决定了中国火电行业将在气候变化领域面临越来越严峻的形势。燃煤发电CCUS技术作为高碳能源低碳利用方式的最后选择，成为战略必争技术。山西省是煤炭和煤电大省，在CCUS技术链的各环节已具备一定的研发基础，但与国际一流水平尚存在较大差距，且尚无工业规模的实验平台和示范装置，极大限制了山西省在CCUS技术领域的研发水平和潜力。此项目基于国际上第三代燃烧后捕集技术及工程应用经验，在捕集能耗和捕集装置空间占用等方面均较国内已有技术有大幅下降，结合山西省燃煤电站实际情况，建立工业规模的低能耗燃烧后捕集CO2工程示范装置，对增强山西省在CO2捕集研发和工程应用方面的竞争力具有重要意义。研究内容及关键技术主要研究内容：(1)前置膜富集和液相法吸收集成技术、高效解吸技术用于燃煤机组的设计安装方案；(2)高效低污染的胺溶剂各运行工况下的反应性能测试；(3)CO2捕集的状态监控系统开发、安装和调试；(4)含CO2捕集的全工况仿真机开发；(5)CO2捕集工程示范的全工况调试。需要解决的关键技术和问题：(1)带有前置膜富集CO2的液相燃烧后CO2捕集；(2)高效低污染的胺溶剂；(3)高效解吸技术；(4)基于机理数学模型的全工况仿真机；(5)基于混合目标的高精度实时数据采集方法；(6)神经网络控制的多变量前馈-反馈复合调节算法。项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试□中试工业化试验工程示范首台套研制□关键零部件研制□其他创新点(1)前置膜富集和液相法吸收集成技术为燃烧后捕集CO2最新技术，较传统技术可减少吸收塔体积30%以上，降低系统辅助设施30%以上，CO2捕集能耗40%以上；(2)采用解吸塔富液旁路和贫液二级再生集成技术，降低解吸塔能耗20-25%；(3)利用激光诱导等离子体光谱技术在线CO2浓度测量；(4)大幅工况变动过程的全工况精确稳定控制；2(5)基于机理数学模型的全工况电站仿真技术；(6)集成温度、湿度、流量、压力、CO2浓度等信号于一体的高精度采集系统；(7)结合前馈神经网络和反馈神经网络优势降低控制偏差；(8)基于MVC模型和AJAX技术降低系统耦合度，增强可交互性。参考性技术指标和经济指标(1)在300MW亚临界或以上等级机组建立捕集功率10MW以上等级的工程示范；(2)对CO2纯化能力达到99.5%以上；获得纯度99%的CO2产品，能耗和捕集成本较传统工艺降低30%以上；(3)控制CO2捕集能耗在2.5MJ/kgCO2以内；(4)CO2浓度在线测量误差3%以内；(5)建立含捕集流程的电站全工况动态仿真机，设计工况点偏差1%以内，动态过程偏差3%以内；(6)控制系统动态响应时间缩短至毫秒级，提升系统调节性能；(7)提升采集系统精度5%以上，并遵循IEC61850国际标准开发，可接入各类厂级监控系统，兼容性广。示范工程及研发平台与团队建设(1)人才团队：建立一支掌握低能耗燃烧后捕集流程设计、电站系统集成、机理仿真、全工况控制等核心技术的跨学科多层次人才团队。(2)建成平台：300MW亚临界或以上级别燃煤电站低能耗/紧凑型燃烧后CO2捕集工业示范平台。预期效益(1)低能耗燃烧后CO2捕集技术较现有燃烧后CO2捕集技术能耗降低30%以上，集成到燃煤机组后较现有碳捕集工艺可减少约30g/kWh煤耗。(2)若将来我国发电行业实行大规模CO2排放限制，以山西省实现50%的CO2减排为例，以1000亿千瓦时的低碳发电量计算，则应用本项目工艺可相对传统工艺节能300万吨标准煤，节能潜力巨大。(3)若基于此技术向全国推广，还可产生巨大的技术推广效益。申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：项目研究完成后，将建立工业规模的低能耗燃烧后捕集CO2工程示范装置，对增强山西在CO2捕集研发和工程应用方面的竞争力具有重要意义。32016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表项目名称山西国际能源集团瑞光热电二氧化碳捕集及综合利用项目项目编号201603D312002研究意义瑞光电厂开展CO2捕集是继燃煤电厂超低排放后的又一环保举措，对于能源结构以煤为主的山西而言，发展燃煤电厂碳捕集及综合利用示范项目对于落实国家减排责任、提升我省低碳发展水平具有重要意义。研究内容及关键技术主要研究内容：1、燃煤锅炉烟道气中CO2（CO2含量13%-15%）的捕集提纯生产食品级CO2；2、食品级CO2的综合利用。关键技术：物理吸附法(PSA)燃煤锅炉烟道气中CO2的捕集技术。利用CO2和CH4催化重整生产醇类产品。项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试□中试工业化试验工程示范□首台套研制□关键零部件研制□其他创新点1、采用独有的保碳脱硫专利技术。2、采用成熟的变压吸附技术。3、独有的多项提纯专利技术。4、采用科技前沿的液体二氧化碳制造乙醇及脂类化合物综合利用技术。参考性技术指标和经济指标烟道气气量：2780Nm3/h；气源CO2含量：13.7％；二氧化碳回收率80%；每年按5500h/y计；年产食品级液态二氧化碳3000t/y示范工程及研发平台与团队建设建设年产3000吨食品级液态二氧化碳的电厂锅炉烟道气二氧化碳气体捕集示范工程；建成300MW亚临界燃煤电站燃烧后CO2捕集工业示范平台。建立一支掌握PSA物理吸附法燃烧后捕集CO2流程设计、工艺过程设计、设备制造、工程建设、安装调试多层次人才团队。预期效益本工程建成后可处理电厂烟气约1500万立方米，每年减少烟道气CO2排放2293500Nm3/h，并年产食品级液态二氧化碳3000吨，社会环保效益明显。申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：项目研究完成后，将推动山西燃煤电厂碳捕集及综合利用关键技术的研发及产业化，对于落实国家减排责任、提升低碳发展水平具有重要意义。42016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表项目名称40000吨CO2矿化转化联产绿色建筑材料技术示范项目编号201603D312003研究意义山西省是煤电大省，煤电、钢铁、建筑是主要的工业产业。在这些工业生产过程中产生大量的含CO2烟气和固体废物。我省工业固废加气块等建材年产量约1亿吨，目前均采用蒸压养护生产技术，没有利用CO2，且耗能高、附加值低；若采用烟气CO2养护技术，可有效矿化固定CO2，同时节能降耗。据测算，固废基建材（加气块、混凝土砌块）中含有约有效钙约25-35%，利用烟气CO2养护固废基建材（加气块、混凝土砌块），每吨固废基建材可有效矿化固定CO2约100-150公斤，约合烟道气约650-1000标准立方米，同时可提高材料强度15%以上；山西省年产固废基建材近1亿吨，可直接矿化固定CO2近1000-1500万吨，相当于处理电厂烟气650-1000亿立方米。研究内容及关键技术项目以工业烟气CO2为气源，以大宗工业固废为矿化剂，制备新型绿色建筑材料。研究内容:（1）高掺量工业固废发泡多孔材料制备及其与烟气CO2直接矿化机理与工艺优化，包括物料配比优化、发泡与稳泡机理、发泡与稳泡工艺控制、矿化反应机理、矿化反应条件优化与控制、材料性能优化等；（2）工业固废矿化活性组份的深度解离机理及其配套工艺优化控制，包括超音速蒸汽超微粉碎机理、工艺参数优化控制，机械解离与化学介质解离协同机理及工艺参数优化控制；（3）CO2气体高效分散、均衡传递、深度矿化反应机理及工艺优化控制，包括气体扩散机理、压力传递机理、气体温度、压力、浓度、湿度等参数优化控制；（4）固废矿化活性组份与CO2强化矿化反应机理及其影响因素优化控制；（5）建设年矿化固定40000吨CO2联产绿色建筑材料新技术示范工程。关键技术问题：①固废矿化活性组份特征解析与深度活化；②CO2高效分散、传递及其与固废活性组份之间的矿化反应机理与工艺条件控制；③碳化多孔材料强度与密度协同优化。项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试□中试工业化试验工程示范首台套研制□关键零部件研制□其他创新点（1）超微粉化技术与介质强化技术协同，实现固废矿化活性组份深度解离；（2）固废基开孔发泡体制备与CO2深层次渗透矿化，提高材料性能和CO2矿化效率；（3）电厂烟气CO2与副产物矿化协同联产绿色建筑材料。参考性技术指标和经济指标（1）工业固废超微粉中位径小于15微米，吨超微粉蒸汽消耗小于0.5吨；（2）固废矿化活性组份与CO2矿化反应效率大于75%；（3）CO2矿化固定率100-200kg/立方米产品；（4）建设年矿化固定40000吨CO2联产绿色建筑材料新技术示范工程，CO2矿化减排成本小于100元/吨CO2，矿化产品销售收入达2000万元以上。示范工程及研发平台与团队建设建设年矿化固定40000吨CO2联产绿色建筑材料新技术示范工程；搭建一个集基础研究、中试试验为一体的CO2矿化固定研发平台；建设一支专门从事CO2矿化减排技术研发的人才团队。5预期效益新技术成果推广应用后，若将我省每年产生的近1亿吨工业固废用于烟气CO2矿化减排，可直接矿化固定燃煤烟气CO2近1000-1500万吨，相当于处理电厂烟气650-1000亿立方米，同时可以取得每年近150亿经济效益。申报单位条件牵头单位应为山西省境内具备独立法人资格的中资控股企业、高校，及有产业化能力的科研院所，鼓励开展产学研联合攻关。经费说明政府将给予一定的研发资金资助或补助成果描述：项目研究完成后，将建设年矿化固定40000吨CO2联产绿色建筑材料新技术示范工程，为山西大规模固体废物的综合化利用奠定良好基础。62016年度山西省重点研发计划（重点）项目信息表项目名称10000万吨CO2联产20000万吨碳酸二甲酯工业示范项目编号201603D312004研究意义利用燃煤电厂烟道气中的CO2，采用微量硫硝汞一体化脱出技术、CO2低成本捕集技术、CO2间接制备间接制备碳酸二甲酯技术生产具有高附加值，且绿色无毒的碳酸二甲酯（DMC）产品，在减排CO2的同时，还能创造经济效益，为我省，乃至全国的碳有效利用提供引领和示范。研究内容及关键技术1.烟道气CO2脱硫脱硝脱汞一体化技术研究2.烟道气CO2低成本捕集纯化技术研究3.CO2经尿液与甲醇间接合成碳酸二甲酯技术研究项目活动阶段□应用基础研究□应用开发□小试□中试工业化试验工程示范首台套研制□关键零部件研制□其他创新点1.高效的的硫、硝、汞一体化脱出吸附剂及脱出工艺；2.保碳脱硫技术及CO2低成本捕集纯化技术；3.尿液与丙二醇合成碳酸丙烯酯高效催化剂技术及低能耗的碳酸二甲酯制备技术。参考性技术指标和经济指标1.粉尘排放浓度低于10mg/Nm3；SO2脱除效率大于99%，排放浓度低于10mg/Nm3；重金属Hg排放浓度低于3µg/Nm3。2.捕集后CO2的纯度达到99.99%，比目前MEA技术装置投资和操作成本都减少1/3以上。3.第一步尿液与1,2-丙二醇反应制备碳酸丙烯酯时尿素的转化率达到100%，碳酸丙烯酯的的收率达到了95%，第二步碳酸丙烯酯与甲醇反应制备碳酸二甲酯时碳酸丙烯酯的转化率100%，碳酸二甲酯的收率大于99%，DMC的产品纯度达到99.8wt%。示范工程及研发平台与团队建设建立一套电厂烟道气CO2脱硫脱硝脱汞、低成本捕集纯化，以及纯化后的CO2合成碳酸二甲酯的全链条示范平台及一支相应的研发团队。预期效益碳酸二甲酯作为一种无毒、环保性能优异的化工原料，可广泛用做：医药、农药中间体；油漆、涂料、粘胶剂溶剂；聚碳酸酯、异氰酸酯原料；锂离子电池溶剂；汽柴油添加剂。市场容量稳步增长。中国化工学会精细化工专业委员会在《2