全球碳捕集与封存先进技术汇编（英）

努曼米尔扎博士顾问 - CCS Technologies大卫卡恩斯博士首席顾问 - CCS Technologies技术报告最先进的：CCS 技术 2022 内容空气产品 16C-捕捉 28二氧化碳 CAPSOL 38脱碳42熵 44IHI 50莱拉克集团 (CALIX) 54斯万特 70KNCC 78男人 82斯瓦内霍伊 84MAXTUBE 94JCCS 132生病的 156 计算机断层扫描继续前言碳捕集与封存 (CCS) 已成为人类应对气候变化和实现净零排放目标不可或缺的工具。水泥、钢铁、化工、天然气和发电等多种行业都可以从 CCS 大幅减少工业 CO2 排放的能力中受益。CCS 也在直接空气捕获 (DAC) 和 CCS 生物能源 (BECCS) 等应用中进入二氧化碳去除 (CDR) 领域，从而减少了大气中的二氧化碳排放量。近年来，CCS 行业一直以前所未有的速度增长，而且这种增长还在加速。全球净零计划对 CCS 的依赖性增加意味着 CCS 的经济绩效变得越来越重要。技术发展将是提高 CCS 经济性的重要驱动力。通过新技术实现更高的能源效率、降低的可变运营成本、资本成本降低和工厂性能改进，正在满足对改进 CO2 捕获系统性能、运输系统成本和 CO2 存储选项的需求。CCS 正在发生，该技术今天已准备好购买。这份首份技术纲要旨在展示全球商用 CCS 技术的广度和深度。对本纲要的贡献来自一些世界上最杰出的技术提供商，以及有前途的新兴公司。David T. Kearns 博士。负责人 – CCS Technologies 全球 CCS 研究所2022 年 5 月致谢我们感谢所有为本出版物做出贡献的技术公司的贡献和支持。感谢 Nouman Mirza 博士对本报告的宝贵编辑和协调。特别提及全球 CCS 研究所的 Bruno Gerrits、Christina Staib、Erin Billeri、Yasuo Murakami 和 Kazuko Miyashita 的努力和支持。4最先进的技术：CCS 技术 2022 捕获 8最先进的技术：CCS 技术 2022胺溶液、RECTISOL™ 和 RECTICAP™液体空气描述酸性气体去除 - 胺洗工艺配置和溶剂选择将根据原料和脱硫气体应用进行定制。 Air Liquide E&C 可以提供非常节能的工艺，例如 BASF OASE® 紫色或 OASE® 黄色以及其他用于管道或液化天然气规格的专有或通用胺。该方法具有非常低的烃共吸收的优点。通过选择性工艺，可以实现管道规格的深度 H2S 去除和低至中等 CO2 共吸收。每列火车的产能高达 1,500,000 Nm³/h。Rectisol™通过使用物理溶剂（冷甲醇）吸收去除来自任何气化的原料气中所含的有害酸性气体。在净化用于催化应用（生产 SNG、甲醇、氨或费托）的气化合成气以及用于发电的氢气和合成气方面，Rectisol™ 是领先的工艺。 Rectisol™ 工艺使用廉价的溶剂并结合优化的热集成，具有极低的运营成本和高可用性。概括液化空气工程与建设 (Air Liquide E&C) 还设计了基于溶剂的技术，例如胺，以从合成气或烟气中捕获二氧化碳。通过与主要胺许可供应商的长期合作，液化空气已安装了 80 台装置，并受益于其胺装置的长期运营经验。作为工业基础案例，胺技术可以在低压下提供高纯度气态 CO2 (99 %)，好处可与 Cryocap™ XLL 结合使用。对于 CO2 浓度低（低于 10%）的烟气中的 CO2 捕集，胺技术仍然是最具竞争力的解决方案，前提是可提供大量过量蒸汽或高品位热量。 Air Liquide Engineering & Construction 还提供从合成气（Rectisol、Recticap）中捕获二氧化碳的专有技术。从烟气中去除 CO2 (3-25% CO2) - 胺洗微粒和 SOx 等微量成分在上游预处理中进行处理。液化空气提供基于专有第二代胺的高度稳定、低维护溶剂的节能解决方案。无论饲料的 CO2 含量如何，CO2 捕获率都可以达到 95%，并且 CO2 产品规格高达 >99.9%。每辆列车的产能高达 1,500,000 Nm³/h 进料，每辆列车的二氧化碳排放量高达 4,000 吨/天。从合成气中去除 CO2 - 胺洗涤Air Liquide E&C 提供非常节能的工艺，例如 BASF OASE® white。工艺配置将根据处理过的气体要求和二氧化碳产品规格以及优化的资本支出进行定制关键人物•每列 50,000 - 1,000,000 Nm³/hr（原料气）•提供用于去除硫醇、金属羰基化合物和 BTX 的特殊装置•在 SRU 中安全处理的酸性气体中所有有害污染物的积累Recticap™Recticap™ 是 AL-Lurgi 的 Rectisol™，专为天然气重整中的碳捕获而设计，以在中高压 (>25 bar) 下以大容量 (>300,000 kNm³/hr) 生产低成本蓝色氢气。与 Rectisol™ 相比，Recticap™ 仅从原始氢气/合成气中去除二氧化碳，并且具有简化的工艺设置•在所有适用的尺度和不同的应用中完全引用•工艺使用廉价、可用且化学稳定的溶剂•技术提供低运营成本和高可用性•可以定制流程配置以优化资本支出和运营支出和运营支出。该过程可以与上游气体产生热集成。处理后气体中的 CO2 规格可达到 < 20 ppm，这使得该工艺非常适合任何冷箱或氨工艺上游的 CO2 去除。合成气中的 CO2 捕获率可达到 >99%，以生产脱碳氢产品。由于该工艺即使在较高的原料气压力下也具有非常低的共吸收，因此可以实现 CO2 > 99% 的 CO2 产品规格。减少资本支出。该解决方案最多允许从合成气中捕获 >95% 的 CO2。干燥 CO2 捕获准备就绪>98.5% 的纯度是可以实现的。电子邮件：网站：接触 10最先进的技术：CCS 技术 2022CRYOCAP™ XLL（大型二氧化碳液化）液体空气概括Air Liquide Engineering and Construction 开发了 Cryocap™ XLL，专为液化大量二氧化碳而设计。该解决方案允许利用可能不同类型的碳捕获技术聚集来自不同排放器的二氧化碳。除了液化 CO₂，Cryocap™ XLL 还允许去除水分和其他化合物（例如 O₂），以满足 CO₂ 汇规格。该技术已针对大规模开发，与用于工业商业应用的现有小型 CO2 液化器相比，能够将 CO2 液化的比功率降低 40%。该技术特别适用于需要通过船舶、卡车或火车运输二氧化碳的二氧化碳工业中心和盆地。 Cryocap™ XLL 是一种 HSE 友好型解决方案，不涉及使用任何有毒或易燃的外部制冷剂（如氨或丙烷）。由于单个压缩机用于进料和循环，它也是一种非常紧凑且具有成本效益的解决方案。描述Cryocap™ XLL 工艺被提议作为一种工业解决方案，用于压缩、液化和净化上游装置产生的原始 CO₂ 流。 CO 2 原料气在进料/循环压缩机中压缩，在中间压力下干燥，然后再次压缩。压缩气体被冷却下来，然后被送到冷工艺。在冷过程中，高压、干燥的二氧化碳被冷却并分成不同的流。其中一种物流在汽提塔中通过蒸馏进行纯化，以产生液态 CO2 产品，该产品被输送到装置的电池极限。剩余的物流膨胀到不同的水平并在主热交换器中蒸发，提供 CO 2 液化所需的制冷负荷。一旦蒸发，这些物流在环境温度下被再循环到进料/再循环压缩机。这种配置使得可以用单个压缩机处理原料气的压缩和制冷（所谓的自制冷循环）。关键人物•800 至 10,000 吨/天•定制工厂：灵活的设计•在环境温度下液化二氧化碳•5-25€/t CO₂ 液化•非常低的运营支出：30-130 kWh/t CO₂•HSE 友好型（CO₂ 循环）参考示例•2020 - 比利时 7000 吨/天的工业 FEED (Antwerp@C)好处•HSE 友好型•定制工厂：灵活的设计•去除水分和其他轻质化合物（O₂、N₂...）•高度紧凑•比能量低•成本效益电子邮件：网站：接触 12最先进的技术：CCS 技术 2022CRYOCAP™（H2、FG、OXY、钢、NG）液体空气概括液化空气设计气体分离技术已有 100 多年的历史，并利用其在发电厂、钢铁高炉和氢气生产厂的工业示范装置开发了 Cryocap™ 产品线。 Cryocap™ 是世界上独一无二的二氧化碳捕获专有技术创新，并使用低温工艺（涉及低温分离气体）。 Cryocap™ 可适用于结合多种液化空气技术的特定应用。客户可以将其 CO2 排放量减少多达 98%，并有可能对原料气中包含的其他分子（例如 CO 和 H2）进行估价。 Cryocap™ 技术是最环保的技术，可为希望减少生产设施碳足迹的客户提供服务。在创新和碳密集型工艺脱碳需求的推动下，Cryocap™ 参考示例可追溯到 2005 年，此后该产品线已被选择用于多项工程研究、前端工程与设计 (pre-FEED)、FEED 和实施跨越四大洲，为不同行业提供服务。为了进一步展示其在二氧化碳捕集方面的创新和高效设计，Cryocap™ 已提交多项专利申请，已通过多个项目获得 2021 年欧盟创新基金的奖励，并且还被美国能源部选定用于工业捕集项目的 FEED 研究。我们的低温技术组合包括：•用于制氢的 Cryocap™ H2：蒸汽甲烷重整 (SMR)、自动热重整 (ATR) 或部分氧化 (POX)•用于烟气的 Cryocap™ FG（最佳：>15% CO2 干基）•Cryocap™ Oxy 用于氧气燃烧•用于钢铁生产的 Cryocap™ 钢•用于酸性天然气田的 Cryocap™ NG该技术的首次工业部署是在法国杰罗姆港 (Cryocap™ H2) 进行的，位于液化空气集团运营的最大的 SMR 氢气生产装置中。自 2015 年上半年启动以来，该工厂已证明运行高度可靠，对 SMR 可用性的影响为零，并从现有 SMR 中捕获 0.1 Mtpa 的二氧化碳，同时提高氢气产量。此外，每天生产 300 吨液态 CO2，达到食品级质量，并在市场上销售，主要用于饮料行业。杰罗姆港是欧洲能够生产氢认证低碳的 4 个站点之一。它已被整合为“CertifHy”项目的试点站点，这是第一个绿色和低碳氢的原产地保证 (GO) 平台。液化空气工程与建设 (E&C) 一直致力于通过改进其广泛的专利技术组合和定制在效率、安全性、可靠性和竞争力方面满足并超越客户期望的解决方案，以实现能源转型目标。作为在工程、采购和施工 (EPC) 领域拥有长期经验的顶级技术提供商，我们涵盖了整个好处整个 Cryocap™ 套件旨在解决传统捕获解决方案所面临的挑战。我们的客户重视以下 Cryocap™ 功能：•最大限度地减少总体碳足迹：这些技术主要依靠电力（可忽略不计的蒸汽），通过减少间接 CO2 排放、高 CO2 回收率（90 - 95%，Cryocap™ Oxy 和 Cryocap™ H2 高达 98%）最大限度地避免了 CO2•内在工艺效率高：技术砖在其最佳范围内使用•安全环保：无溶剂，不使用有毒或易燃气体描述Cryocap™ H2基于其在制氢装置方面的丰富经验，Air Liquide E&C 开发了一种能够捕获制氢过程中排放的二氧化碳（通过 SMR 或 ATR 或 POX）的技术。这项专有技术是多项专利的主题，使我们的客户能够显着降低成本。除了一步捕获和液化二氧化碳之外，它是唯一可以在生产过程中减少二氧化碳排放，同时将氢气产量提高 13 - 20% 的技术。它在制氢过程中捕获二氧化碳的成本是市场上最低的项目生命周期：许可工程服务/专有设备、高端工程和设计能力以及项目管理和执行服务。此外，我们还通过我们的全球机构提供高效的客户服务。•匹配端规格：所有 Cryocap™ 都以边际额外成本生产高压气态或液态 CO2，并且可以满足最严格的 CO2 规格（纯度高达 99.9%）•促进协同效应并优化空间：对任何含>15%