芬兰维美德Valmet碳捕集烟气预处理

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芬兰维美德Valmet碳捕集烟气预处理

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Valmet Carbon Capture Pre-treatment
维美德碳捕集预处理

烟气预处理是碳捕集装置的关键。烟气预处理对烟气净化进行更精细的优化，确保严格排放标准，以及提高脱碳工艺的效率。

碳捕集预处理技术，主要包括两个方面：

脱氮，脱硫，除尘和其他污染物，从而实现碳捕集，
烟气冷却和热回收，提高碳捕集效率，减少溶剂分解和溶剂补充，

先进的碳捕集预处理

维美德预处理技术专注于减少氮氧化物、酸性气体和颗粒物，以及气体冷却和调节。

例如，氮氧化物的去除会降低化学吸收工艺中溶剂的分解，从而减少溶剂补充。减少颗粒物则避免了工艺设备中的沉积，酸性气体的减少降低了维护需求和相关成本。

预处理工艺适用于各种成分的气流，并根据具体情况进行定制，以达到碳捕集工艺预定的入口条件。

维美德提供交钥匙解决方案。除了预处理外，碳捕集系统组件也需要冷却。维美德设计提供定制的冷却方案，应对碳捕集工艺所需的负荷和冷却能力的快速变化。

碳捕获始于清洁气体：为何预处理是可靠碳捕集的关键

随着二氧化碳捕获规模的扩大，成功越来越取决于预处理环节。
随着碳捕获与封存 (CCS) 从试点阶段走向全面部署，人们的关注点往往集中在捕获化学、压缩、运输和封存方面。但一个关键环节却常常被忽视：烟气质量。

捕获系统——尤其是使用胺基溶剂的系统——对化学成分十分敏感。二氧化硫、三氧化硫、氮氧化物、颗粒物和重金属等污染物不仅使工艺复杂，还会损害工艺。即使是符合排放规定的烟气质量，也可能无法满足碳捕集工艺的要求。

以一个垃圾焚烧发电厂或水泥厂为例。欧洲的排放标准可能是30 mg/Nm³的SO₂，200 mg/Nm³的NOx。对于使用膜电极（MEA）的碳捕集来说，即使是微量的二氧化硫也会形成热稳定盐，导致溶剂降解并推高运营成本。

碳捕集系统所需的气体比法规要求的要清洁得多——更低的硫氧化物、氮氧化物、颗粒物和热量。

预处理涉及哪些方面？

定制化的烟气调节不仅仅是增加额外的设备。它取决于燃料、场地布局、现有设备以及捕集技术的要求。大多数系统都包含一个直接接触冷却器 (DCC) 来冷却和净化气体。DCC 被称为烟气洗涤塔或冷凝器，自 20 世纪 70 年代开始用于北欧区域供热。DCC 可以与其他排放控制技术集成，进一步净化烟气。

一个关键的技术驱动因素是硫氧化物 (SOx) 和氮氧化物 (NOx) 等污染物的存在，它们与胺类溶剂形成热稳定盐 (HSS)。这些盐在正常的溶剂再生过程中不会被去除，需要昂贵的回收成本。如果不加以处理，它们会加速溶剂降解、增加腐蚀并增加运营成本。

除了DCC之外，具体情况需根据现有工厂工艺和排放情况具体分析，但预处理设计始终会影响工厂布局、热流和成本。无论是否考虑，碳捕集预处理和前处理研究中都会考虑这一点。正如往常一样，后期的变更会带来更高的成本。

规划的关键在于将现有工厂和新的碳捕集装置视为一个集成系统，而不是单独的流程。在许多情况下，现有的排放控制设备可以进行优化或升级，从而避免新增系统和不必要的复杂性。

目标是：以Z少的设备或能源投入满足捕集规范。许多碳捕集供应商提供精确的烟气规格——预处理是确保实际排放符合这些要求的桥梁。

其优势包括，正确的预处理能够带来切实的价值：

保护溶剂，降低溶剂使用量（通常占总运营成本的15-30%）
捕集稳定性，使融资和保修成为可能
热回收，可满足工艺自身能源需求的10-20%
将低品位热能出售给区域供热系统，从而获得收益（通常为90-140欧元/兆瓦时）
资金协调，尤其是在需要可持续性协同效益的情况下

在使用溶剂的CCS系统中，化学品成本是运营费用的重要部分。溶剂损失可能占捕集成本的10%。
正如美国能源部国家能源技术实验室所强调的，将热回收集成到二氧化碳捕集系统中，可以将总体能源损失降低高达26%。同样，美国能源协会的报告强调，热集成对于大型碳捕集项目的可行性至关重要。

价值展示

在早期项目和工业试验中，通过减少溶剂降解和溶剂回收，定制预处理已帮助将溶剂相关运营成本降低20-30%。同时，通过预处理系统优化热回收——例如将直接接触冷却器与区域供热相结合——可以满足碳捕集工艺10-20%以上的总热需求，具体取决于工艺流程和规模。

让热能为您服务

预处理可以保护工艺流程并实现热能回收。

许多电厂的烟气中都含有未开发的热量。包含直接接触冷却器 (DCC) 的预处理系统可以回收原本会流失的低品位热能。这些能量通常可以重新用于：

区域供热管网，为附近社区提供有用的热量
内部工艺回路，例如锅炉给水预热
热泵集成，提高效率并实现更广泛的热能再利用

此类回收的经济价值可能非常可观。在区域供热市场，回收的热能可以出售——根据丹麦（93欧元/兆瓦时）、德国（104欧元/兆瓦时）和荷兰（144欧元/兆瓦时）等国家公开公布的区域供热电价，价格通常在90欧元至140欧元/兆瓦时之间——从而创造直接的收入来源。如果有效整合，每年可为碳捕集项目的价值主张增加数十万欧元。

这些热量还可以抵消捕集过程的部分能源需求，尤其是溶剂再生，而溶剂再生是燃烧后捕集的主要能源消耗环节之一。研究表明，集成良好的系统可将碳捕集的总体能源消耗降低高达 26%，从而更具经济吸引力，并减少二氧化碳净排放量。

实践经验

烟气预处理不再是可选配件，而是核心设计功能。它不仅影响化学反应，还影响布局、热平衡和整体效率。

及早进行预处理规划可避免重新设计和工期延误
提前投资烟气特性分析可避免规格过高或设计不足
优化现有排放控制措施可减少对新设备的需求
集成挑战通常可以通过考虑整个系统（气体、水、热能和控制）来解决
及早规划预处理有助于提升性能、资金和长期可靠性

支持法规遵从和满足资金标准与环境协同效益日益紧密相关。正确实施可兼得。碳捕获并非始于吸收器，而是始于清洁、经过处理且稳定的气体。

随着项目规模的扩大，预处理不再是可有可无的，而是基础性的。对于技术提供商、运营商和 EPC 而言，更早的预处理规划意味着更大的价值——在性能、成本和资金方面。

使用业绩
GE Vernova公司位于英国的燃气电厂的烟气碳捕集与储存项目，建成后可实现每年收集两百万吨二氧化碳。维美德在该项目中，提供烟气预处理的主要工艺与设备。

维美德（中国）有限公司, 卢晓峰

品牌：	芬兰维美德Valmet
加工定制：	是
型号：	AEC
处理风量：	2000000 m3/h