新日铁住金escap低能耗co2分离工艺的研发 | 法钢特种钢材(上海)有限公司-凯发体育官网

  近年来,许多国家开展钢铁工业co2捕捉与封存(ccs)技术研究。在ccs成本中,co2捕捉成本约占70%,因此,降低co2捕捉成本是ccs首先要解决的问题。目前钢厂开发的co2捕捉工艺主要以化学吸收法和物理吸附法为主,并在试验规模取得成本降低的效果。

  化学吸收法是利用co2气体呈酸性的特点,用弱碱性物质进行吸收,然后加热使其解吸,从而达到分离co2的目的。目前典型的化学吸收剂有烷基醇胺、氨水、热钾碱溶液等,co2回收率能达到90%,纯度能达到99%以上,但吸收剂解吸co2时需加热升温,能耗比其他co2回收技术要高,例如采用mea作为吸收剂时,标准co2分离回收能耗约为4.0gj/tco2。因此,开发低成本化学吸收法除了吸收剂外,低能耗也是工艺开发的关键之一。

  基于此,新日铁住金开发了escap(能源节约co2吸收工艺)低能耗co2分离工艺,采用的吸收剂是新日铁住金与日本地球环境产业技术研究机构(rite)、日本东京大学合作cocs项目时联合开发的新型胺液rn,原料气为炼铁厂的高炉煤气,解吸热为炼铁厂内尚未利用的低品位余热。

  为了验证此工艺,新日铁住金首先于2005年在君津厂4号高炉建设了co2回收量为1t/d的cat1试验装置,用于分离捕捉高炉煤气中的co2。cat1试验成功后,于2010年又建设了co2回收量为30t/d的试验装置cat30(1年可回收1万tco2),试验时根据设定的工艺条件对吸收剂性能进行了改良,将co2吸收能力提高30%,同时降低了co2再生温度,已将工艺能耗从最初的4.0降到了2.3gj/tco2,下降了40%以上,未来目标是降到2.0gj/tco2,即co2单位分离成本降到2000日元/(t1日元≈0.05rmb)。

  escap系统主要由吸收塔、再生塔和再沸器构成,其中吸收塔吸收co2,再沸器加热吸收液,再生塔使co2再生。作为化学吸收法分离co2的工艺,escap工艺的优点是再生温度低,当再生温度为95℃时,co2回收率可达到90%,因此钢厂内110℃以下的低品位蒸汽也可用于co2再生。另外,新开发的胺液对设备腐蚀较小,当设备采用的钢种为ss400和corten时,在原料气和净化气处没有腐蚀,在再生塔入口和再生塔出口稍有腐蚀。

  目前新日铁住金已经接到了一套escap商业化设备订单,订购方为日本airwaterinc公司,该公司计划在新日铁住金的室兰厂建设液化co2生产车间,回收炼铁厂热风炉废气中的co2,预计液化co2产量为120t/d。