【化工装备十年大发展】851-2022年我国首套膜法捕碳示范项目

2021年11月22日，我国首套膜法捕碳示范项目——南化公司动力锅炉50000标准立方米/日二氧化碳捕集装置进行中交。这是该公司持续创新助力“双碳”目标实现，在二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）领域取得的又一个新成果。

2022年1月中旬，国内首套膜法捕碳示范装置——南化公司动力锅炉5万m3/d烟气二氧化碳膜法捕集装置开车一次成功，顺利打通全流程。

该项目是在2017年，在国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”专项支持下，由天津大学作为项目牵头单位，化工学院研究员王纪孝任项目负责人，化工学院教授王志作为碳捕集关键膜材料和制膜技术发明人任技术链各环节开发协调人，联合山东九章膜技术有限公司、中国科学院大连化学物理研究所和中石化南京化工研究院有限公司等全国多家单位，共同承担的。该项目旨在基于天津大学发明的碳捕集关键膜材料和制膜技术，开发出国际领先的膜法捕集CO2完整技术链，并建成CO2捕集率≥90%、产品气CO2浓度≥95%的膜法碳捕集工业示范装置。CO2膜分离技术节能与节地显著，环境友好，将为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供关键技术，具有显著经济、生态和社会效益。

为解决燃煤电厂烟道气碳捕集难题，项目团队逐一突破了膜材料规模化制备、膜规模化制备、膜组件研制和膜分离工艺及装置设计建造等各个环节的技术难题，攻克了膜法捕集CO2的前沿核心技术，打通了膜法捕集CO2技术链。项目组已经开发出高性能分离膜关键材料规模化合成制备技术和膜材料逐层复合工艺，建成了国内首套工业规模碳捕集膜生产线（年生产能力达10万平方米），突破了工业规模膜组件成型和批量制备技术，设计、建造并运行了国内首套膜法捕集烟道气CO2中试装置（烟气处理量达30Nm3/h），设计和开发出国内首套膜法捕集CO2示范装置工艺包。



目前，在全国多家单位的协同努力下，膜法捕集CO2工业示范装置（烟气日处理量为50000Nm3，CO2年捕集量约3000吨）正在南京建设中，其运行及系统评价将在年内完成，预计将实现CO2捕集率≥90 %、产品气CO2浓度≥95 %的烟道气碳捕集目标。本项目有望引领国际碳捕集膜技术，为膜法捕集CO2技术的工业化奠定基础。

2022年4月，国家重点研发计划项目“膜法捕集二氧化碳技术及工业示范”顺利通过科学技术部组织的验收。南化公司研究院作为课题“捕集二氧化碳膜分离系统集成工艺研究及示范装置建设和运行”负责单位，如期建成了5万标准立方米/天二氧化碳膜分离捕集示范装置。验收意见认为，该示范装置运行实现项目任务目标，二氧化碳捕集能力达到国际先进水平。

　　膜法捕碳技术具有环境友好、占地面积小、适用各种处理规模等优点。南化公司研究院项目组通过前期集中研讨、试验攻关，并及时根据装置运行情况对管道、设备开停车、工艺等进行调整优化，示范装置二氧化碳捕集率达81%、捕集纯度达95%，有效推进了我国碳捕集膜技术的工业化进程。

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