基于鈉基吸附劑的煙氣脫碳系統余熱利用研究

謝瑋祎，陳曉平，馬吉亮，劉道銀，梁財，吳燁，蔡天意

（1東南大學能源熱轉換及其過程測控教育部重點實驗室，江蘇南京210096；2南京理工大學電子設備熱控制工業和信息化部重點實驗室，江蘇南京210094）

工業革命以來，人類的生產活動排放了大量的溫室氣體，引發了一系列生態問題。據聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）估計，目前全球平均氣溫比工業革命前升高了約1.0℃[1]。化石燃料燃燒產生的CO2是溫室氣體最主要的排放源。1970—2010 年，化石燃料燃燒和工業過程排放的CO2約占溫室氣體總排放增量的78%[2]。對我國而言，“多煤、貧油、少氣”的能源結構導致國家能源消耗更依賴煤炭，燃煤電廠排放的CO2在短期內難以大規模減少。因此，發展能夠有效降低燃煤電廠CO2排放量的二氧化碳捕集與封存技術（carbon capture and storage，CCS）意義重大。

碳捕集與封存技術是指通過捕集工業過程中排放的二氧化碳并實現封存來減少碳排放的技術，根據捕集方式和路線的不同具體可分為燃燒前捕集技術、燃燒中捕集技術、燃燒后捕集技術。鈉基固體吸附劑捕集CO2的技術是燃燒后捕集技術的一種，通過Na2CO3和CO2反應生成NaHCO3實現二氧化碳捕集，因反應溫度低且吸附劑來源廣泛、價格低廉、不易失活、無二次污染等優勢，擁有廣泛的應用前景[3]。

鈉基固體吸附劑應用于燃煤電廠后的脫碳流程如圖1所示。利用固體吸附劑中的Na2CO3與脫硫脫硝處理后煙氣中的CO2在水蒸氣充足的條件下于碳酸化反應器中發生反應，生成NaHCO3，完成二氧化碳捕集，如式(1)所示。……