日前,北极星节能环保网从国家发改委获悉:为贯彻落实“十二五”规划《纲要》和《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的有关要求,加快低碳技术的推广应用,促进2020年我国控制温室气体行动目标的实现,我们组织编制了《国家重点推广的低碳技术目录》,现向社会公开征求意见。具体技术详情如下:26 等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术一、技术名称:等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术二、技术类别:减碳技术三、所属领域及适用范围:化工非二氧化碳温室气体减排四、该技术应用现状及产业化情况HFC是重要的工业原

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《国家重点推广的低碳技术目录》技术简介(26-30)

2014-07-31 08:40 来源:北极星环保网 

日前,北极星节能环保网从国家发改委获悉:为贯彻落实“十二五”规划《纲要》和《“十二五”控制温室气体排放工作方案》的有关要求,加快低碳技术的推广应用,促进2020年我国控制温室气体行动目标的实现,我们组织编制了《国家重点推广的低碳技术目录》,现向社会公开征求意见。具体技术详情如下:

26 等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术

一、技术名称:等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:化工非二氧化碳温室气体减排

四、该技术应用现状及产业化情况

HFC是重要的工业原料和工质,但工业生产过程中产生的HFC-23排放将产生较大的温室效应。目前,工业领域HFC处理技术主要有辅助燃料加热焚烧工艺和等离子体加热焚烧工艺。等离子体焚烧技术利用等离子体加热产生高温使HFC分解,降低HFC温室效应。目前该技术正在行业内推广,普及率还较低。

五、技术内容

1.技术原理

等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术是新型的焚烧技术,是利用电极间所产生的等离子炬或等离子束,通过在瞬间得到超高温度(850℃~3000℃),使HFC在能量密集的等离子炉内迅速分解为碳、氢、氯和硅等元素以及CO等分子结构,最大限度地减少“二次”污染源。HCFC-22生产过程产生的尾气进入等离子电弧区(弧区温度高于3000℃),在此停留5~10毫秒进行分解;随后进入焚烧区(温度为1200~1500℃),停留时间保持2s以上,与通入的氧化介质空气进行反应。分解后产生的高温废气采用四塔四级(急冷塔、一级吸收塔、二级吸收塔、三级吸收塔)HF、HCl吸收装置和一级碱洗中和装置进行处理,最终实现废气和废水的达标排放,同时回收30%~40%的氢氟酸溶液。

2.关键技术

(1)直流电弧等离子体技术;

(2)新型等离子体焚烧炉并优化设计结构

采用新型等离子体焚烧炉并优化设计结构,保护等离子体发生器不被炉内废气中卤化氢腐蚀和高温烧蚀,同时方便等离子体发生器的快速更换;

(3)烟气急冷技术

高温尾气采用工业水或循环酸喷淋急冷技术,避免有毒有害物质生成,无二次污染物。

3.工艺流程

等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术工艺流程如下图1。

图1等离子体焚烧处理三氟甲烷(HFC-23)技术

六、主要技术指标

1.焚烧温度:≥1350℃;

2. 废气流量:≥50 kg/h;

3. 氟碳化合物分解率:≥99.99%。

七、技术鉴定情况

该技术于2006年通过中国化工集团公司组织的科技成果鉴定,2007年获得四川省科技进步三等奖和自贡市科技进步二等奖,并获得国家发明专利1项。

八、典型用户及投资效益

典型用户:中昊晨光化工研究院有限公司。

典型案例1

项目名称:中昊晨光HFC-23分解项目

建设规模:年处理HFC-23 400吨。建设条件:工业生产过程中有HFC-23的排放。技改内容:新建一套等离子焚烧炉系统。主要设备:等离子焚烧炉、等离子发生器、水洗塔、石墨吸收器、高精度质量流量计等设备。项目投资1200万元,建设期为12个月。年减排量468万tCO2,减排成本为1元/tCO2~10元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

HFC-23处理技术的低碳特征明显,减排潜力大,且减排成本低廉。我国作为制冷剂HFC-22的生产大国,其副产物三氟甲烷产量巨大,所以该技术未来具有良好的发展前景。预计未来5年,该技术推广比例将达到4%,可形成年减排能力900万tCO2。

27 HFC-23高温焚烧分解技术

一、技术名称:HFC-23高温焚烧分解技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:化工行业HFC处理

四、该技术应用现状及产业化情况

HFC是重要的工业原料和工质,但工业生产过程中产生的HFC-23排放将产生很大的温室效应。目前,工业领域HFC处理技术主要有辅助燃料加热焚烧工艺和等离子体加热焚烧工艺。辅助燃料加热焚烧工艺利用燃料加热产生高温使HFC分解,降低HFC温室效应。全国约有10个类似HFC-23分解装置开发为CDM项目,均采用国外的技术和设备。目前,该技术已实现国产化,正在行业内推广,普及率还较低。

五、技术内容

1.技术原理

利用燃料燃烧释放的热量维持高温环境,使HFC在高温环境下分解为无机质的酸气。分解的尾气通过降液管进入骤冷器的水中,然后经过急速冷却装置(避免二噁英等有害物质产生)进行冷却。在急速冷却装置中尾气中的大部分HCl被水所吸收,未被吸收的尾气进入吸收塔,通过填料层进一步吸收。从吸收塔中排出的未被吸收的尾气再次进入洗涤塔,进行中和处理。

2.关键技术:

(1)高温急冷技术;

(2)焚烧炉耐火材料选用技术;

(3)气/液焚烧喷嘴设计技术;

(4)高性能涡流式燃烧炉设计技术。

3.工艺流程

HFC-23高温焚烧分解技术工艺流程图见图1。

图1HFC-23高温焚烧分解技术工艺流程图

六、主要技术指标

1.焚烧温度:1100~1300℃;

2.分解率:氟碳化合物分解至99.99%以上;

3.急冷温度:≤60℃(出口温度)。

七、技术鉴定情况

目前尚未进行技术鉴定。

八、典型用户及投资效益

典型用户:浙江衢化氟化学有限公司。

典型案例1

案例名称:浙江衢化氟化学有限公司HFC-23废气的焚烧处理项目

建设规模:500吨/年HFC-23处理项目。建设条件:工业生产过程中有HFC-23的排放。主要建设内容:新建一套HFC-23焚烧炉系统。主要设备为立式液体喷射焚烧炉、尾气净化系统等。项目投资额2700万元,建设期1年。年减排量480万tCO2,减排成本1元/tCO2~10元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

HFC-23处理技术的低碳特征明显,减排潜力大,且减排成本低廉。我国作为制冷剂HFC-22的生产大国,其副产物三氟甲烷产量巨大,所以该技术未来具有良好的发展前景。预计未来推广比例为4%,可形成年减排能力936万tCO2。

28 应用副产四氯化碳制备含氟单体三氟丙烯技术

一、技术名称:基于副产四氯化碳的含氟单体三氟丙烯制备技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:化工行业 有机硅

四、该技术应用现状及产业化情况

有机硅行业在生产有机硅单体甲烷氯化物的过程中,都会产生2-10%的副产物四氯化碳。随着有机硅单体装置的迅猛扩张,作为副产物的四氯化碳的处理成为一大难题。四氯化碳是破坏臭氧层主要物质(ODS)之一,破坏臭氧层潜力值(ODP)为1.1,对大气臭氧层有较大破坏作用。利用四氯化碳来生产三氟丙烯,不仅利用了工业过程中产生的副产四氯化碳,而且可生产三氟丙烯,进一步制成新型材料氟硅橡胶或含氟农药、医药和其他含氟化工产品。目前,该技术已在浙江、山东省进行了工业示范应用,具备初步产业化规模,同时生产的三氟丙烯已出口欧美等国。

五、技术内容

1.技术原理

以四氯化碳、乙烯、HF为原料,经过调聚、氟化、脱酸三步反应生产三氟丙烯,再用生产的三氟丙烯制造新型合成材料氟硅橡胶的单体D3F,以及新型汽车空调制冷剂HFO-1234yf,实现减少温室气体排放的目的。

2.关键技术

(1)四氯化碳与乙烯的加成调聚技术

采用金属氯化物作为催化剂,实现完全液相的调聚反应,化学反应过程可控;

(2)调聚产物HCFC-250与HF的氟化反应技术

在金属复合催化剂的作用下,使HF酸与调聚产物进行反应,安全可靠,转化率高。

3.工艺流程

(1)调聚工艺见图1;

图1应用副产四氯化碳制备含氟单体三氟丙烯技术调聚工艺流程图

(2)氟化工艺见图2;

图2应用副产四氯化碳制备含氟单体三氟丙烯技术氟化工艺流程图

(3)脱酸工艺见图3。

图3应用副产四氯化碳制备含氟单体三氟丙烯技术脱酸工艺流程图

六、主要技术指标

1. 生产1吨三氟丙烯可消耗3吨四氯化碳;

2. 三氟丙烯含量:≥99.9%,水分≤50%,酸度≤0.0001%。

七、技术鉴定情况

该技术于2003年获得浙江省科学技术奖三等奖。

八、典型用户及投资效益

典型用户:浙江环新氟材料有限公司等。

典型案例1

案例名称:浙江金华环新氟材料股份有限公司年产500吨三氟丙烯项目。

建设规模:年产500吨,年综合利用有机硅行业副产物四氯化碳1500吨。建设条件: 作为原料的副产四氯化碳供应充足。主要建设内容:新建以副产四氯化碳为原料的三氟丙烯生产线。主要设备为2000L调聚釜2只,2000L氟化釜4只,2000L脱酸釜2只,各种中间体和成品蒸馏装置7套。盐酸回收装置一套、气体回收装置一套、废水处理系统一套、安全自动化装置(DCS)一套。项目总投资3800万元。年减排量为210万tCO2。年经济效益1600万元,减排成本为7~20元/tCO2,投资回收期约2年。

九、推广前景和减排潜力

预计未来五年,该技术可在氟硅行业推广30%,年利用副产的四氟化碳可达15000吨。形成的年碳减排能力为2100万tCO2。

29 N2绝缘开关技术

一、技术名称:N2绝缘开关技术

二、技术类别:零碳技术

三、所属领域及适用范围:电力行业电气开关

四、该技术应用现状及产业化情况

气体绝缘开关特别适合用于可靠性要求高且占地面积和空间受限制的场合,如城市电网建设、城市地铁、轻轨、高层建筑、大型工矿企业,以及特殊使用场合,如温度变化大和高湿环境、高温及低温地区等。由于SF6气体具有优良的电气灭弧和绝缘性能,当前绝大多数气体绝缘开关设备均采用SF6气体绝缘,但SF6气体具有较强的温室效应,产生泄露后将对环境造成较大影响。因此,利用没有温室效应的N2绝缘开关替代SF6绝缘开关,是电力行业应对气候变化有效途径之一。

五、技术内容

1.技术原理

通过理论计算、电场仿真及试验等各种手段,全面、准确地掌握不同气体压力及不同电场结构下N2绝缘介质的电场击穿特性。所有高压元件都安装在气箱内,气箱要求具有较高的机械强度和尺寸精度的同时,还要求具有极好气密性。同时,在最严酷的外界环境下,气箱壳体不屈服、形变在允许范围之内。断路器的设计采用了真空纵磁场灭弧技术、固封极柱技术以及模块化弹簧操动机构技术,具有极高的可靠性和开断能力;三工位开关用于实现母线的连接、隔离及接地,在检修、维护时提供对人员及设备的保护,在设计时采用了直动式结构、双信号逻辑控制技术,体积小、动作可靠、指示精准,避免因三工位开关动静触头啮合不到位而引发事故。带有自我调整功能的母线插接技术,可实现不需气体作业即可完成设备拼接,不受现场施工环境条件、人员技能、充放气设备及密封工艺等因素的影响。

2.关键技术

(1)N2电气击穿特性研究;

(2)满足N2绝缘介质的气箱技术;

(3)满足N2绝缘介质的真空断路器技术;

(4)满足N2绝缘介质的三工位开关技术。

3.工艺流程

馈线柜(含母线PT)及母线联络柜结构简图见图1,图2。

1、外接高压电缆 2、电流互感器 3、室-室连接器 4、两工位隔离装置 5、母线侧避雷器 6、电压互感器

7、母线插接系统 8、三工位开关 9、三工位开关操动机构 10、两工位隔离装置操动机构 11、真空断路器操动机构

12、固封极柱 13、试验用内锥插座 14、避雷器

图1馈线柜(含母线PT)结构简图

1、避雷器2、电流互感器3、母线插接系统4、1#三工位开关 5、三工位开关操动机构

6、室-室连接器 7、真空断路器操动机构8、固封极柱 9、绝缘子10、2#三工位开关操动机构

图2 母线联络柜结构简图

六、主要技术指标

主要技术指标见表1。

表1 N2绝缘开关主要技术指标

七、技术鉴定情况

该技术已通过国家电器产品质量监督检验中心检测,并获得国家实用新型专利5项。

八、典型用户及投资效益

典型用户:郑西铁路、武汉市轨道交通等。

典型案例1

案例名称:郑西铁路客运专线27.5kV充气柜项目

建设规模:郑西客运专线牵引供电系统318面27.5kV 气体绝缘开关柜。主要建设内容:安装N2气体绝缘开关柜。主要设备为27.5kV 气体绝缘开关柜。技改投资额9482万元,建设期1年。年碳减排量1456tCO2。减排成本为1000~1600元/tCO2。

典型案例2

案例名称:武汉市轨道交通二号线40.5kV充气柜项目

建设规模:291面40.5kV气体绝缘开关柜。主要建设内容:安装N2气体绝缘开关柜。主要设备为40.5kV 气体绝缘开关柜。技改投资额7235万元,建设期18个月。年减排量1003tCO2。减排成本为1000~1600元/ tCO2。

九、推广前景和减排潜力

未来五年,该技术预计可在绝缘开关领域推广约1.5万面,形成的年碳减排能力约为23万tCO2。

30 二氧化碳的捕集驱油及封存技术

一、技术名称:二氧化碳的捕集驱油及封存技术

二、技术类别:储碳技术

三、所属领域及适用范围:石化、电力行业 CCUS

四、该技术应用现状及产业化情况

二氧化碳的捕集驱油及封存技术(CCUS)是直接减少二氧化碳的储碳技术,该技术目前主要应用于燃煤电厂、油田等领域。胜利油田已建成国内首个工业化规模燃煤电厂烟气CO2捕集、驱油与地下封存全流程示范工程,包括年处理4万吨烟气的CO2捕集装置,生产的CO2纯度大于99.5%,并在特低渗透油藏上进行驱油,已累计增产原油2.6万吨,地下封存CO29.8万吨。另外,吉林油田、中原油田、延长石油靖边油田等也已建设运营了示范项目。

五、技术内容

1. 技术原理

将燃煤电厂、煤化工等企业排放的烟气中低分压的CO2捕集纯化出来,并进行压缩、干燥等处理后,通过管道或罐车等方式输送至CO2驱油封存区块;通过CO2注入系统将CO2注入至地下,有效提高油田采收率的同时,实现CO2地下封存;通过采出气CO2捕集系统将返回至地面的CO2回收,并再次注入至地下,实现较高的CO2封存率。

2. 关键技术

(1)低分压CO2捕集工艺优化技术;

(2)CO2驱油及封存耦合技术;

(3)CO2气窜井化学调堵技术;

(4)CO2驱注采输系统腐蚀控制技术;

(5)采出气中CO2的分离纯化技术;

(6)CO2封存环境监测及评价技术。

3. 工艺流程

二氧化碳捕集及驱油工艺流程图见图1。

图1 二氧化碳捕集及驱油工艺流程图

六、主要技术指标

1. CO2捕集能耗低于2.7GJ/tCO2;

2. CO2动态封存率50%以上;

3. 提高采收率5%以上;

4. 注采输系统腐蚀速率<0.076mm/a;

5. 对于CO2驱油过程中地质封存能力的评价预测误差低于10%;

6. 近地表在线监测系统CO2浓度测定范围为0-5000ppm,检测精度≤±5%,重现性≤±5%,信号传输距离10m;地下水中在线监测系统CO2浓度测定范围为4-1800ppm,检测精度≤±10%,重现性≤±10%,信号传输距离30m。

七、技术鉴定情况

“大规模燃煤电厂烟气二氧化碳捕集驱油封存(CCUS)技术及应用”已通过中国石油化工股份有限公司科学技术成果鉴定;“燃煤电厂烟气CO2捕集纯化技术研发及应用”通过山东省科技成果鉴定。其中,陕西延长石油集团与西北大学在靖边油田开展的CCUS技术为国家863计划《二氧化碳地质封存关键技术》课题。目前该技术已获得相关发明专利4项,实用新型专利7项。

八、典型用户及投资效益

典型用户:胜利油田、陕西延长石油集团公司等。

典型案例1

案例名称:胜利油田4万吨/年燃煤电厂烟气CO2捕集、驱油及封存项目

建设规模:4万吨CO2/年。建设条件:具有排放量大、稳定且长期的CO2排放源,且周边(200km)有丰富的适合CO2驱油的油藏资源。主要建设内容:在胜利发电厂建设4万吨/年燃煤烟气CO2捕集纯化装置;在胜利高89-1区块建设配套的CO2注入系统、CO2驱采出系统、CO2驱采出液地面集输处理系统。主要设备为CO2捕集部分为碱洗塔、吸收塔、解吸塔、各类换热器等;CO2输送部分为CO2压缩机、CO2干燥装置、CO2液化装置和CO2运输车等;CO2驱油钻采部分为注入井和采油井;CO2驱油地面部分为CO2储罐、注入泵、采出气CO2回收装置和压缩机等。项目建设期为1年。项目总投资19800万元,其中捕集部分及输送部分3500万元,驱油封存区块钻采费用15000万元,地面集输费用1300万元。项目年减排量约7360tCO2,年经济效益为2609万元,投资回收期约8年。减排成本为200~300元/tCO2。

典型案例2

案例名称:陕西延长石油集团公司靖边采油厂乔家洼油区CCS-EOR项目

建设规模:5万tCO2/年地质封存量。建设条件:具有CO2源,或者建设CO2捕集装置;建设运输CO2的管线或者车队;购置注入CO2的地面站与井场CO2回收装置;具有监测CO2地质封存安全性的资金。主要技改内容: 榆林化工厂5万吨CO2捕集装置;运输设备,包括卡车车队的维护费用;靖边采油厂乔家洼油区CO2地面注入站、防腐管材、CO2地质封存安全性监测。主要设备为电力企业、化工企业、水泥厂等CO2捕集装置。监测设备包括地面环境监测设备、井中测井设备、地震采集设备及分析软件与技术。项目投资额7016万元,建设期3年。年减排量1万tCO2,投资回收期约7年。减排成本为200~300元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

CCUS技术的经济效益相对比CCS技术好,但由于技术初始投资高,投资回收期较长的因素,在我国广泛推广具有一定难度。预计未来5年,在石油、电力等行业的推广比例可达2%,形成的年二氧化碳减排能力约为20万tCO2。

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