烟气二氧化碳捕集工程可行性研究报告编制技术规范(T-CIECCPA 018—2022).pdf
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1、ICS 13.040.20 CCS Z 01 烟气二氧化碳捕集工程可行性研究报告编制技术规范 Compilation specification for flue gas carbon capture project feasibility study report 20221214 发布 20221219 实施 中 国 工 业 节 能 与 清 洁 生 产 协 会 发布 T/CIECCPA 0182022 团 体 标 准 T/CIECCPA 0182022 I 目 次 前言.IV 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 总论.2 4.1 立项文件.2 4.2 项目背景和建
2、设的必要性.2 4.3 目的和工程范围.3 4.4 编制原则.3 4.5 编制依据.3 4.6 主要研究结论.4 4.7 主要工程量、经济指标和技术参数、技术指标.4 4.8 结论.4 5 厂址条件.5 5.1 自然条件.5 5.2 社会人文及经济状况.5 5.3 地域条件.5 6 建设规模及总工艺流程.5 6.1 建设规模.5 6.2 项目设计条件.5 6.3 总工艺流程及全厂物料平衡.5 6.4 产品及流向.6 7 工艺装置.6 7.1 捕集单元.6 7.2 压缩单元.7 7.3 脱水单元.7 7.4 液化及精制单元.7 7.5 储存单元.7 7.6 工艺流程图.8 7.7 主要设备表.8
3、 8 辅助生产设施.8 8.1 放空系统.8 8.2 分析化验.8 8.3 主要工程量.8 T/CIECCPA 0182022 II 9 仪器仪表及自动控制.8 9.1 自动控制水平.8 9.2 自动控制系统方案.8 9.3 火灾检测报警系统.9 9.4 检测与过程控制方案.9 9.5 仪表选型.9 9.6 仪表用电、用风.9 9.7 主要设备和工程量.9 10 公用工程.10 10.1 公用物料与耗能规格.10 10.2 给排水.10 10.3 供配电.10 10.4 通信.11 10.5 供热.11 10.6 防腐与保温.11 10.7 压缩空气及氮气.12 10.8 采暖与通风.12 1
4、0.9 维修.12 11 非标准设备.12 12 总图运输.12 12.1 总平面布置原则.12 12.2 方案比选.13 12.3 运输.13 12.4 仓库.13 13 建筑和结构.13 13.1 建筑.13 13.2 结构.13 14 消防.14 15 节能.14 15.1 综合能耗分析.14 15.2 节能措施.14 16 环境保护.14 16.1 环境现状.14 16.2 污染物的来源及处理.14 16.3 环境保护措施.15 16.4 环境影响结论.15 17 安全.15 T/CIECCPA 0182022 III 17.1 工程危险、有害因素分析.15 17.2 工艺过程危险、有
5、害因素分析.15 17.3 其它危害因素分析.15 17.4 危险、有害因素防范与治理措施.15 17.5 安全管理机构设置及人员配置.16 17.6 预期效果.16 18 职业安全卫生.16 18.1 安全特点及危害因素分析.16 18.2 职业危害因素的防范及治理.16 18.3 预期效果.16 19 组织机构和定员及人员培训.17 20 投资估算.17 20.1 建设投资估算.17 20.2 总投资估算.17 20.3 资金筹措.17 21 财务评价.17 21.1 财务评价范围.17 21.2 财务评价依据和方法.17 21.3 基础条件与财务评价.17 21.4 成本费用估算及分析.
6、17 21.5 财务分析结论.18 22 附件.18 22.1 附件.18 22.2 附表.18 22.3 附图.18 附录 A.19 图 A.1 化学吸收法工艺流程.19 图 A.2 固碳吸附法工艺流程.19 图 A.3 二级膜分离法典型工艺流程.20 附录B .21 表 B.1 能耗与附件清单.21 表 B.2 主要经济指标.22 表 B.3 主要技术指标.21 参考文献 .23 T/CIECCPA 0182022 IV 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承
7、担识别专利的责任。本文件由中国工业节能与清洁生产协会归口。本文件起草单位:中国矿业大学、浙江菲达环保科技股份有限公司、中国21世纪议程管理中心、中国科学院山西煤炭化学研究所、西南石油大学、江苏碳捕集环保研究院有限公司、中国石油工程建设有限公司北京分公司、中石化江汉石油工程设计有限公司、国能龙源环保有限公司、浙江大学、国家能源集团科学技术研究院有限公司、华电电力科学研究院有限公司、华油惠博普科技股份有限公司、中国华电科工集团有限公司。本文件主要起草人:陆诗建、刘含笑、张贤、李磊、陈永东、房昆、周统、杨蒙、王欣、俞徐林、赵飞、刘玲、康国俊、陈思铭、杨菲、宫千博、朱巨胜、王培生、张启玖、梁艳、郑成航
8、、刘滋武、王瑞玉、王全德、许月阳、方梦祥、倪中海、曹景沛、张杨、吴廷友、齐美荣、王凯亮、王争荣、孙路长、汪洋、闫新龙、朱佳媚、周灿、王珂、郭振坤、奚弦、赵云、刘方、杨莉、刘俊、王珊珊、李梦珂。本文件为首次发布。T/CIECCPA 0182022 1 烟气二氧化碳捕集工程可行性研究报告编制技术规范 1 范围 本文件规定了烟气二氧化碳捕集工程可行性研究报告的总论、厂址及自然和社会条件、建设规模及总工艺流程、工艺装置、辅助生产设施、自动控制、公用工程、非标准设备、总图运输、建筑和结构、消防、节能、环境保护、安全、职业安全卫生、组织机构和定员及人员培训、投资估算、财务评价及附件。本文件适用于新建、改建
9、和扩建烟气二氧化碳捕集工程可行性研究报告的起草。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 29455 照明设施经济运行 GB/T 51316-2018 烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准 DL/T 5375-2018 火力发电厂可行性研究报告内容深度规定 GA 502 消防监督技术装备配备 HG 20519.23 防腐材料表 DB22/T 2578 易燃易爆场所防雷防静电装置检测技术规范 3 术语和定义 GB/T 51316-
10、2018 和 DL/T 5375-2018 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 捕集纯化 capture and purification 利用化学方法和物理方法将烟气中的二氧化碳分离、提纯使之达到一定性能指标要求的过程。主要包括烟气预处理、二氧化碳吸收与解吸、二氧化碳压缩、二氧化碳脱水和二氧化碳液化工序。来源:GB/T 51316-2018,2.0.2 3.2 化学吸收法 chemical absorption method 化学吸收剂在吸收塔内与烟气中的二氧化碳进行化学反应,生成化合物,并在再生塔内经升温后释放出吸收的二氧化碳,完成二氧化碳与其他气体分离的方法。来源:GB/T 5
11、1316-2018,2.0.4 3.3 固体吸附法 solid adsorption method T/CIECCPA 0182022 2 利用多孔性固体吸附剂将二氧化碳气体中的水分吸附于其表面,随后通过再生气加热及冷吹等工序对吸附组分解吸,达到二氧化碳与水分离的目的,从而满足二氧化碳气体的水露点要求的方法。来源:GB/T 51316-2018,2.0.5 3.4 CO2捕集率 CO2 capture efficiency 吸收(吸附)塔/吸收(吸附)反应器入口气和出口气中 CO2总量的差值,与塔/反应器入口气中CO2总量的百分比。注:CO2总量可以是质量。3.5 再生能耗 regenerat
12、ion energy consumption 解吸塔/解吸反应器分离出CO2的过程中,消耗的蒸汽或电量所折算的热值。3.6 膜分离法 membrane separation 一种利用薄膜的半渗透性而分离溶液混合物的化学分离方法。4 总论 4.1 输入文件 输入文件可按 DL/T5375 执行,至少应包含下列文件:a)项目建设单位的委托书或与编制可行性研究报告单位签订的合同;b)项目建议书或初步可行性研究报告;c)有关投资、协作、经营、市场、外部建设条件方面的意向性协议或文件;d)其他与项目有关的文件、资料。4.2 项目背景和建设的必要性 4.2.1 项目背景 项目背景应包含下列内容:a)说明建
13、设单位概况,包括企业名称、性质、目前规模及发展规划;b)简要说明建设烟气二氧化碳捕集纯化工程的建设目的;c)说明项目的提出、前期准备工作及决策过程;d)说明有关方面对项目的意见和要求,包括上级主管部门、地方政府对建设本项目的意见,以及相关部门或单位对项目的协作意向及主要内容。4.2.2 建设的必要性 应从国家或行业发展规划、政策文件、资源和市场情况、环境效益、经济效益和社会效益方面,应说明项目投资的必要性:a)简要说明建设本项目对国家、地方政府、建设单位的重要意义;b)从二氧化碳资源和市场当前和未来的情况,以及建设本项目给地方带来的经济效益和社会效益,说明建设本项目的必要性;T/CIECCPA
14、 0182022 3 c)说明本项目建成投产后的经济效益。4.3 目的和工程范围 4.3.1 目的 项目研究目的应如下:a)说明研究的理由;b)说明研究的总体目标;c)项目技术可行性;d)项目经济可行性。4.3.2 工程范围 4.3.2.1 工程界限 应明确化学吸收法/固体吸附法/膜分离法捕集工程边界条件。对不属于本项目研究范围,但与本项目有直接关系,需分摊投资的工程项目,应对其规模、分摊投资比例和数额以及与本项目的关系等内容予以说明。4.3.2.2 工程内容 应说明建设的烟气二氧化碳捕集、纯化工程项目的研究范围,工程项目研究范围应包括主体工程(如工艺装置)和配套工程(如辅助生产设施和厂内外公
15、用设施,以及生产管理设施)。4.3.3 项目分工 对由两家以上参与编制工作的项目,应说明各参编单位的分工,明确工作界限。4.4 编制原则 应依据国家、行业和地区的有关政策法规,以及企业相关规定,结合化学吸收法/固体吸附法/膜分离法捕集工程建设的实际情况和要求,应制定项目的编制原则:a)根据国家、行业和地区的技术、经济政策和法规的基本原则;b)说明确定工程技术水平的原则;c)说明工程经济方面执行的原则;d)说明工程在安全、环保、职业卫生、节能和消防方面等执行的原则;e)说明在生产管理、配套建设方面遵循的原则;f)说明确定主体装置生产过程自控水平和管理水平方面的原则和要求。4.5 编制依据 4.5
16、.1 法规 应列出所遵循的国家和地方主要法规的名称和编号,单独列出环境保护、安全、职业卫生和节能专篇应遵循的法规。4.5.2 标准和规范 应列出所遵循的主要标准、规范的名称和编号,单独列出环境保护、安全、职业卫生和节能专篇应遵循的法规。采用国际(国外)标准,应写明外文原名、版次及译名。T/CIECCPA 0182022 4 4.6 主要研究结论 4.6.1 碳源和产品流向 应说明进入本工程的烟气气源状况、下游市场情况以及主要产品流向。4.6.2 建设规模 应简要说明项目的建设规模。4.6.3 工程概况 应简要说明项目的总体建设情况,包括厂址、水文地质条件、交通状况、占地面积、主体工程、配套工程
17、的建设方案以及工期进度安排等。4.6.4 技术路线 技术路线应包含下列内容:a)简要说明工艺技术路线和产品方案,采用的新工艺、新设备、专利技术的情况以及预期达到的工艺技术水平,包括 CO2捕集率、再生能耗、物料消耗等,参见附件 B,表 B.1 能耗清单;b)简要说明烟气二氧化碳捕集纯化工程工艺采用的技术路线和产品方案,技术路线包括主要包括化学吸收法、固碳吸附法与膜分离法,参见附录 A 中的图 A.1、A.2 与 A.3;c)简要说明各单项工程所采用的新工艺、新技术、新设备和新材料;d)如需从国外引进技术,应说明理由和引进方式;e)从工艺、自控、环保和节能方面,简要说明预期达到的工艺技术水平。4
18、.7 主要工程量、经济指标和技术参数、技术指标 4.7.1 主要工程量 应说明工艺、自控、电力、通信、消防、暖通、道路、总图、建筑、结构和防腐保温专业的设计要求,以及设备、仪表和材料的规格、数量。4.7.2 主要经济指标 应说明项目总体投资估算情况和项目财务评价情况及结论,列出主要经济指标,参见附件 B 表B.2。4.7.3 主要技术参数及技术指标 应列出项目主要技术参数,包括烟气处理量、烟气组成及温度、CO2产品量、吸收剂/吸附剂循环量、吸收/吸附温和解吸/解吸附温度。应列出项目主要技术指标,包括 CO2捕集率、再生能耗、循环水消耗量、除盐水消耗量、电耗和吸收剂/吸附剂消耗量,参见附录 B
19、中的表 B.3。4.8 结论 应说明项目是否符合国家、行业和地区政策,资源和市场应落实,经济效益和社会效益应良好,应具备建设条件、应符合环保、安全法规方面的要求。4.9 存在问题和建议 T/CIECCPA 0182022 5 根据研究结论和推荐方案以及存在的风险,应说明在工程建设条件、技术和经济方面存在的问题,并提出解决问题的建议。5 厂址条件 5.1 自然条件 自然条件应包括地形、地貌、气象、工程地质及水文地质和地震情况。5.2 社会人文及经济状况 5.2.1 社会人文 对于厂外另建项目,应说明推荐厂址所在地的民族、人口密度和名胜古迹。5.2.2 经济状况 对于厂外另建项目,应说明推荐厂址所
20、在地的工农业现状、地方经济现状和城市规划要求。5.3 地域条件 5.3.1 交通运输 应说明推荐厂址所在地的公路、铁路和水运运输的现状及发展规划,与厂址相关的运输条件状况。5.3.2 供电 应说明推荐厂址所在地的变电所的位置,电网的电压等级和可供利用的负荷量。5.3.3 通信 应说明推荐厂址所在地的通信网的现状。5.3.4 给排水 7 应说明推荐厂址所在地的给水和排水条件。5.3.5 社会依托 应说明推荐厂址所在地的可供依托的生活服务设施。6 建设规模及总工艺流程 6.1 建设规模 应说明烟气二氧化碳捕集工程总的建设规模及依据。应说明规模所依据的年运行小时数、气源处理量、捕集率与再生能耗。6.
21、2 项目设计条件 应列出进厂原料气的进厂压力 kPa、温度()和组成。6.3 总工艺流程及全厂物料平衡 6.3.1 总工艺流程 T/CIECCPA 0182022 6 应进行捕集工艺的比选,简述各工艺的流程,附推荐的工艺流程框图,各工艺装置及产品储存装置用方框表示。6.3.2 全厂物料平衡 应绘出工艺物流线和流向箭头,并标注物流名称。在图中列出物流表,应包括温度、压力、流量、密度和组分主要参数。6.3.3 全厂蒸汽平衡 应绘制全厂蒸汽平衡图,标明产生蒸汽和消耗蒸汽装置的流量、压力、凝结水流量及温度参数。6.4 产品及流向 6.4.1 产品 应说明产品、副产品符合何项标准和法规,列出产量和参数,
22、以及产品质量指标。6.4.2 产品流向 应说明产品的主要去向及下游的用量情况。如建设单位未明确产品流向,应进行市场调研,了解潜在用户的质量要求和用量,并给出建议。7 工艺装置 7.1 捕集单元 7.1.1 工艺方法选择 根据原料气的组成和流量,结合操作压力及产品所要求达到的指标,应提出可供选择的碳捕集工艺方法,列出经济可行性,并简要介绍各工艺方法的基本情况。应依据项目实际情况列出工艺方法比选表,参见表 1,提出推荐的工艺方法并加以说明。表 1 烟气捕集 CO2方法综合比较 捕集纯化方法 产品纯度 优点 缺点 有机胺化学 吸收法 99 现阶段最具规模化应用前景的燃烧后碳捕集技术,技术成熟度和安全
23、性较高,国际上已经完成工业示范和商业运行;可直接应用于燃煤/燃气、工业锅炉等烟气 CO2大规模减排;CO2捕集率高,CO2产品纯度高;高压条件下具有物理吸附特性、吸收能力强;反应解析温度低;造成的环境污染小且可控。胺液易氧化;低压条件下吸收能力小;溶液循环量大;能耗较高;吸收剂消耗大;有机胺呈弱碱性和腐蚀性,对人员的安全和健康造成一定影响,腐蚀性会造成设备损坏。固体吸附分离法 95 操作弹性大,CO2成品质量稳定,基本不会随原料气组分的变化而变化;工艺简单,技术安全性较高;运行过程无溶剂挥发对环境影响小;无设备腐蚀问题。预处理工艺复杂;产品纯度低;回收率低;在我国多处于中试阶段;单位捕集 CO
24、2设备投资较高。T/CIECCPA 0182022 7 表 1(续)捕集纯化方法 产品纯度 优点 缺点 膜分离法 90%可模块化设计,设备简单,占地面积小,安装维护方便,操作弹性大;放大效应不明显;不涉及化学过程,环境友好;自动化控制程度高,过程安全可靠。捕集效率低;膜组件怕水、怕高温;易堵塞;易被污染;寿命短;国内制膜工艺及管件部件精度不够;需要增压耗电,成本较高;整体处于小规模示范阶段。7.1.2 消耗指标 应列出水、电、蒸汽、化学品及吸收剂/吸附剂的消耗量。7.2 压缩单元 7.2.1 工艺方法选择 根据捕集单元产品二氧化碳再生气的温度、压力和流量条件,结合下游所需压力,应提出可供选择的
25、压缩机选型方案,并简要介绍各选型方案的基本情况。应列出选型方案比选表及经济可行性表,提出推荐方案并加以说明。7.2.2 消耗指标 应列出水、电及蒸汽的消耗量。7.3 脱水单元 7.3.1 工艺方法选择 根据脱水单元原料气的露点及下游液化和产品所要达到的露点,应提出可供选择的脱水工艺方法,并简要介绍各工艺方法的基本情况。应列出工艺方法比选表及经济可行性表,提出推荐的工艺方法并加以说明。7.3.2 消耗指标 应列出水、电、蒸汽及吸附剂的消耗量。7.4 液化及精制单元 7.4.1 工艺方法选择 根据产品指标,提出可供选择的液化及精制工艺方法,并简要介绍各工艺方法的基本情况。应列出工艺方法比选表及经济
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