电厂烟气直接利用与封存技术

1背景及意义

全球能源相关的CO2排放，燃煤发电排放的CO2所占比重最大，电厂CO2减排亟待解决。传统的CO2捕集、利用与封存（CCUS）技术中，CO2捕集成本占项目总成本的65%~85%。因此提出直接将含有大量N2、少量CO2以及微量杂质气体的电厂烟气进行利用，注入煤矿采空区代替注氮防灭火，注入未开采煤层中驱替甲烷，注入未完全开采的油藏提高采收率，同时实现CO2的地质封存，对碳达峰碳中和目标的实现具有重要意义。

2 技术方案及创新点

电厂烟气注入采空区防火与封存一体化技术，探究了电厂烟气抑控煤活性结构氧化自燃的阻化机理：应用分子模拟方法系统研究了煤活性结构对CO2、N2、O2气体的吸附，获得煤活性结构对单组分气体的吸附能力；剖析电厂烟气主要组分的吸附竞争性，得到3种气体在煤中竞争吸附能力的顺序；阐明烟气中CO2阻止煤活性结构吸附氧的微观机制以及CO2在采空区遗煤中的封存机制。煤活性侧链基团更容易与烟气发生吸附，阻止活性基团与氧的接触，突破了传统认为的惰性气体降低氧浓度惰化采空区的防火机理。

电厂烟气注入未开采煤层驱替甲烷技术，针对CO2与CH4在煤中的微观作用，探究了CO2与CH4的吸附作用机制的差别，对比了封存相同的CO2时烟气驱替与CO2驱替对于CH4解吸的效果。此研究支撑了电厂烟气注入煤层驱替甲烷同时封存CO2技术的开发与应用。

电厂烟气注入未完全开采油藏驱油与封存一体化技术，探究了电厂烟气驱油混相的分子动力学过程，掌握了电厂烟气驱相对于纯CO2驱或纯N2驱的优势，支撑烟气注入未完全开采的油田实现提高石油采收率及CO2封存一体化技术开发与应用。

3推广应用

电厂烟气注入采空区防火与封存一体化技术兼具安全效益与环境效益，形成以废治灾的循环模式，能够对电厂烟气进行治理，省去捕集CO2的成本，实现CO2的利用与封存。该技术已在准能集团等得到了成功应用，年利用电厂烟气可达3850万/m3，年封存二氧化碳等有害气体8000t，积极推动了碳达峰碳中和目标的实现。电厂烟气注入未开采煤层驱替甲烷技术、注入未完全开采油藏驱油与封存一体化技术，均具有广阔的市场前景。

4对接方式

联系人：武司苑                    

联系电话：17800208393

邮箱：wusiyuan@bipt.edu.cn