新一代低能耗燃烧后 150 万吨/年碳捕集关键技术及工程应用

凭借本技术成果及工程实践经验，已承担澳大利亚、南美等海外碳捕集项目设计任务，首次实现碳捕集技术整体出口发达国家，吸引德国、加拿大、法国等多个发达国家企业主动开展交流合作，体现了华能碳捕集技术能力的国际认可。 百万吨级电厂二氧化碳捕集成套技术通过其卓越的规模化应用实践，充分证明了CCUS在推动能源行业绿色低碳转型中的关键作用与巨大潜力，其综合效益与示范成效已获得广泛认可。预计至2060年，每年将有14亿吨以上的CO2捕集量，形成4000亿元的市场潜力。该成果能够引领电力行业绿色低碳发展，为国家能源安全提供托底保障。

国家重点研发计划“燃煤电厂150 万吨/年CO2捕集、驱油利用及地质封存关键技术开发与工程示范” （2023YFB4103900） 中国华能集团科技项目“百万吨级二氧化碳捕集技术研究及示范”（HNKJ22-H14） 中国华能集团科技项目“华能陇东基地150万吨/年先进低能耗碳捕集示范工程关键技术”（HNKJ21-H67）

国家重点研发计划;中国华能集团科技项目

本项目面向我国燃煤电厂大规模、低成本碳捕集的重大需求，围绕150万吨/年CCUS示范工程，系统开展了从吸收剂开发、工艺创新、关键装备研制到全系统集成与动态运行的全链条技术攻关。在高效低能耗碳捕集吸收剂开发方面，创新研发新一代低能耗绿色均相HNC-7吸收剂，完成“小试-中试-百万吨工程”技术验证，基于新型自修复吸收剂体系，构建降解主动修复体系，突破碳捕集‘能耗-损耗’技术瓶颈。在工艺优化方面，基于Aspen Plus流程模拟软件开展了系统性的模拟与优化研究，聚焦于对级间冷却、富液分流、贫液闪蒸MVR等多种先进的碳捕集节能工艺进行量化评估与比选，量化了各工艺在不同工况下对再沸器热耗的降低幅度。在碳捕集关键装备研制方面，开发高通量、低压降的新型填料及性能优良的气液分布器，实现填料压降比常规工业化填料降低30%以上；研制出全球首个“烟气降温净化-CO2强化吸收-胺逃逸控制”复合吸收塔，解决了放大效应、运行压降大、气液相分布不均匀等难题；基于首创的分流工艺顶部进料段喷淋密度较低的特点，创新再生塔结构设计，国际首创富液三级分流、两段式变径再生塔，实现塔内不同位置物料优化分布、热量最佳匹配，再生塔设备制造成本降低15%。在系统集成方面，围绕华能陇东基地150万吨/年捕集项目，深入研究了碳捕集系统与电厂主热力系统的耦合方案。在碳捕集系统的动态运行特性研究方面，揭示了贫液流量、再沸器功率等关键操作变量对系统性能的影响规律，以及变负荷工况下系统响应时间增加、稳定性挑战增大的动态特性。