锅炉烟气CO2捕集及制氮项目汇报人：傅瑞生东营港经济开发区管委会目录一、项目背景与意义二、国内外技术现状三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议一、项目背景与意义•2016年4月22日，《巴黎协定》的签署，标志着人类已经全面开始着手解决气候急剧变化的问题；•2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上表示，中国二氧化碳的碳排放力争于2030年前达到峰值，并努力争取到2060年前实现“碳中和”。这体现了我国负责任大国担当，也为我国人民向往的美好生活做出了具体的目标规划。一、项目背景与意义碳捕集（CarbonCapture）、利用（Utilization）与封存（Storage）（简称“CCUS”），是一项将企业生产过程中产生的CO2收集、储存并推动资源化利用的技术，是国际公认的能够实现化石能源大规模直接减排和低碳利用的技术，对碳中和具有“兜底”作用。一、项目背景与意义电力发酵石灰/镁合成氨钢铁/水泥/玻璃化学品煤化工炼化•我国总CO2排放量占世界的27%，•我国碳排放来源，按行业分占比分别为：火电占比45%；重、化工占比35%；交通运输占比1.5%以及其他占比5%。目录一、项目背景与意义二、国内外技术现状三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议二、国内外技术现状方法物理吸附法物理吸收法化学吸附法膜分离法化学溶剂法二、国内外技术现状国内外现有很多电厂建成碳捕集项目，但目前未见有进行碳氮联产的项目。序号项目名称规模（万吨/年）建设时间（年）捕集方法建设地点项目状态1石洞口电厂碳捕集项目102007MEA胺法中国，上海建成2胜利油田碳捕集项目32013MEA胺法中国，东营建成3广东CCUS中心碳捕集示范项目12017胺法中国，海丰建成4加拿大边界大坝碳捕集项目1002013胺法加拿大，里贾纳建成5美国WAParish火电站碳捕集项目1402017胺法美国得克萨斯州建成6榆林国华电厂烟气碳捕集项目152017胺法中国，榆林在建目录一、项目背景与意义二、国内外技术状况三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议三、化工园区及典型CCUS项目概况东营港经济开发区——锅炉烟气CO2捕集及制氮项目三、化工园区典型CCUS项目概况项目所在地东营港经济开发区东营港经济开发区位于山东省东营市，是2006年4月经山东省政府批准设立的省级经济开发区，是《鲁北高端石化产业基地发展规（2018-2025年）》东营炼化一体化区的核心园区。2022年，实现规模以上工业产值1812亿元，工业增加值、固定资产投资均保持20%以上增速；实现进出口总额731.7亿元。先后被授予“中国石油化工（东营港）产业区”、“全国绿色工业园区”、“全国绿色化工园区”、首批“山东化工行业示范园区”称号。东营港经济开发区现有49家规上石油化工企业，2022年综合能源消费量合计298万吨标准煤，碳减排任务重、空间大。基于此，开发区出台《绿色低碳技术推广行动方案》，设立2000万元专项奖补资金，并分期分批推动该项技术在园区的炼化、化工企业试点应用。三、化工园区典型CCUS项目概况东营市港城热力有限公司现有7台煤粉锅炉和5台背压式汽轮发电机，是东营港经济开发区唯一供热单位，承担着为化工园区各企业提供工业用蒸汽的任务。2019年，公司与大连理工大学合作，投资9000余万元建设了锅炉烟气CO2捕集及制氮项目，该项目是以燃煤锅炉烟气为原料气，采用变压吸附与气体精提纯耦合技术实现对烟气的综合利用。项目概况三、化工园区典型CCUS项目概况该项目可产出两种工业产品，一种为纯度≥99.5%的工业级液态二氧化碳；一种为纯度≥99.9%的高纯氮气。产品二氧化碳供给胜利油田作为二次采油的驱油剂，产品氮气供应开发区工业企业，实现了蒸汽及公共气体一体供应的公共服务，对东营港经济开发区发展绿色循环经济有重要意义。三、化工园区典型CCUS项目概况该技术现已申请专利3篇，实用新型两项：一种燃煤锅炉二氧化碳压缩提纯系统（专利号201921310729.3）、一种燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统（专利号201921310746.7），已获得授权；发明专利一项，正在受理中，为一种燃煤电厂锅炉烟气同步回收二氧化碳及氮气的系统（申请号201910746695.0）。目录一、项目背景与意义二、国内外技术状况三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议四、项目技术方案烟气组分通过对热力公司锅炉脱硫后净烟气组分的检测可得烟气中二氧化碳占比＞13%，氮气占比＞79%。燃煤锅炉烟气中的气体组分：主要由二氧化碳、氮气、氧气、水、微量二氧化硫、少量氮氧化物和含氯气体以及少量的重金属如汞砷等杂质。四、项目技术方案烟气预处理热量回收气液分离压缩烟气碳氮分离N2/O2混合气CO2/N2/O2混合气液体CO2产品高纯N2产品N2提纯单元CO2提纯及精制技术路线四、项目技术方案烟气预处理烟气预处理：锅炉净烟道的烟气在烟气引风机的作用下，经过第一冷却器和第一分水罐，将烟气中的大部分水被分离出来，并排至现有脱硫塔地坑系统内，作为脱硫塔系统补水的一部分，实现了对净烟气水分的回收。预处理后的烟气由引风机送至烟气离心压缩机，经烟气离心压缩机加压至一定压力后，送入碳氮分离变压吸附装置。四、项目技术方案碳氮分离与氮气提纯碳氮分离（PSA1段）：预处理后的烟气进入碳氮分离装置，利用不同气体分子在吸附剂上的吸附量差异，将气体中的N2和CO2进行有效分离。二氧化碳被吸附，未被吸附的粗氮气进入氮气提纯装置。氮气提纯：由碳氮分离装置顶部排出的粗氮气通过一级过滤器、制冷干燥机、除尘分离器将其中的杂质、水分分离后，进入碳分子筛吸附塔，利用N2和O2在分子筛材料上的扩散速率不同，将O2从N2里面分离出去，获得纯度≥99.9%的产品氮气。四、项目技术方案吸附碳捕集吸附碳捕集（PSA2段）：碳氮分离装置（PSA1段）解析的富二氧化碳加压后进入吸附碳捕集装置（PSA2段）。在碳捕集装置中吸附剂作用，二氧化碳被吸附，未被吸附的其他气体从顶部排出至锅炉脱硫塔系统，实现对废气的回收。通过碳捕集装置（PSA2段）可获得到纯度95%以上的二氧化碳气体。四、项目技术方案二氧化碳精制二氧化碳精制装置：碳捕集装置（PSA2段）产出的二氧化碳（纯度95%）通过第二冷却器、压缩机压缩后再依次经脱硫床、干燥器、多级换热器冷却液化后进入精馏塔，利用低温在液体状态下对CO2进行精馏将沸点比CO2低的气体杂质分离，最终得到纯度大于99.5%的液态二氧化碳，贮存至二氧化碳储罐内。目录一、项目背景与意义二、国内外技术状况三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议五、市场概况•液态的二氧化碳售价可按照市场价格进行售卖，节余的二氧化碳排放指标还可到碳权排放交易平台进行出售，进一步为企业创效。•化工企业采用空分制高纯氮气成本一般在0.75元/Nm³以上，将氮气价格定在0.75元/Nm³以内进行销售，对化工企业有较大的价格优势。•2022年二氧化碳市场价格运行区间在200元/吨至400元/吨，波动较大。按照二氧化碳300元/吨，氮气0.45元/立方的销售均价计算，项目产品销售的净利润率可达到8%以上，经济效益和社会效益良好。市场分析1.该项目以化工园区集中供热电厂的燃煤锅炉烟气为原料气，对烟气的进行综合利用，产出工业级液态二氧化碳和高纯氮气；2.依托化工园区公共管廊，将高纯氮气向园区内各化工厂输送，方便园区内氮气的集中调配，减少厂区内各化工厂对氮气设备的二次投资；3.项目临近石油开采企业，便于应用二氧化碳驱油技术将二氧化碳进行封存，实现真正意义上的碳减排；4.该项目消耗电能较大，所用电能均为电厂自发厂用电。背压式汽轮发电机发电成本远低于凝汽式汽轮发电机，成本优势明显。项目推广适用条件五、市场概况五、市场概况项目建设后产能东营市港城热力有限公司锅炉烟气CO2捕集及制氮项目产能：烟气设计处理量≥46000Nm3/h；工业级液态二氧化碳产量≥9t/h，纯度≥99.5%；氮气产量≥11000Nm3/h，纯度≥99.9%。现阶段项目经营状况现阶段，东营市港城热力公司的锅炉烟气CO2捕集及制氮项目产出的高纯氮气已开始对化工园区5家企业直供；液态工业二氧化碳供给中石化胜利油田。未来将根据化工园区企业对氮气需求，扩大氮气直供经营范围；根据二氧化碳销售市场需求扩大市场辐射范围。五、市场概况目录一、项目背景与意义二、国内外技术状况三、化工园区及典型CCUS项目概况四、项目技术方案五、市场概况六、下一步发展建议六、下一步发展建议几点建议•加强政策激励引导。从实践看，CCUS项目仍面临高投入、高不确定性等问题，项目盈利情况受CO2市价影响较大，同时在驱油应用方面也会受原油价格影响。希望有关方面制定专门的政策措施，在融资方式、人才引进、技术产业化等方面予以倾斜支持，推动降本增效，引导CCUS技术应用有序发展。•强化示范引领。通过鼓励和支持CCUS大型项目的建设和示范推广，在石化园区或企业论证实施百万吨级CO2捕集与利用技术应用，以形成规模优势、示范带动作用。•打造CCUS国家级研发平台。建议依托条件较好的石化园区、企业积累的工程技术经验，打造CCUS国家级研发平台，推动CCUS技术的持续优化和高效应用。谢谢大家！