聯合國氣候部門發聲：全球變暖形勢嚴峻，節能減排刻不容緩！溫室效應不斷積累，海平面逐年上升威脅人類家園的可持續生存。正如我們所知，二氧化碳是造成溫室效應的罪魁禍首之一。作為CO2排放的主要貢獻者，水泥行業的碳排放情況不容樂觀！據了解生產1噸熟料排放CO2 0.86噸，占整個CO2排放的5%！

　　為突破行業在二氧化碳方面的環保掣肘，海螺水泥近年來不斷加大投入研究碳減排，于蕪湖白馬山水泥廠建成了一套水泥窯煙氣碳捕集純化示范線，開創了世界水泥行業回收利用CO2的先河，對水泥行業碳減排具有引領和示范效應，引起全行業的全行業的關注。2019年10月29-31日，由中國水泥網主辦的第七屆“中國水泥節能環保技術交流大會”在安徽蕪湖召開。會議上海螺水泥白馬山水泥廠金峰帶來《水泥窯煙氣二氧化碳捕集純化項目簡介》的主題報告，向大家詳細解讀海螺水泥近年來在碳減排方面的創新突破。

CCS示范項目全貌圖

　　一、碳捕集示范項目及背景

　　1. 溫室效應對全球氣候影響巨大，造成海平面上升，影響人類生存，CO2是溫室效應的主要貢獻者。CO2減排是減緩溫室效應的主要措施。《巴黎協定》對2020年后全球應對氣候變化行動作出安排：

　　（1）把全球平均氣溫較工業化前水平升高控制在2℃之內，并為把升溫控制在1.5℃之內努力。

　　（2）全球盡快實現溫室氣體排放達到峰值，繼而于本世紀下半葉實現溫室氣體凈零排放。

　　2.世界上煤化工和燃煤電站對CO2捕集有多年的工業化實例，但水泥行業尚無先例。

　　3.水泥行業是CO2排放的主要貢獻者，生產1噸熟料排放CO2   0.86噸，占整個CO2排放的5%。

　　海螺作為水泥行業大企業，努力為水泥行業CO2減排做出積極探索和貢獻。

　　中國碳排放情況：

　　碳排放-海螺水泥的綠色低碳發展之路：

　　（1）、應用余熱發電技術，大幅度降低碳排放。2018年海螺集團生產線共運行了112套余熱發電機組，總裝機容量達1399兆瓦，全年累計發電82.79億度，相當于減排CO2 795萬噸。

　　（2）、大力發展清潔能源和循環經濟。集團公司充分利用太陽能、風能等清潔能源，積極推廣水泥窯協同處置固廢、垃圾焚燒發電項目。

　　建成投運9個光伏發電項目（合計容量98.68MW）、2個儲能電站項目（44MWh）及1個風力發電項目（1.5MW）；建成投運32個水泥窯協同處置項目，年處理生活垃圾201萬噸、固廢危廢128萬噸、污泥16萬噸；建成投運11個垃圾發電項目，年處理垃圾153萬噸，發電49484萬度。

　　同時，從全國碳交易市場看，自2016年以來，海螺碳排放系數逐年降低，碳減排水平逐年提高。碳交易試點方面，在廣東、重慶兩地區有8家子公司納入碳交易范疇。自試點交易以來，8家公司在生產中努力降低碳排放，并獲得碳配額盈余。除如期履約外，還累計獲得碳配額交易收益2000萬元。

　　在蕪湖白馬山水泥廠建成了一套水泥窯煙氣碳捕集純化示范線，開創了世界水泥行業回收利用CO2的先河，對水泥行業碳減排具有引領和示范效應。

　　二、碳捕集純化示范項目意義

　　探索經驗：對推進全國CO2減排具有重要的環保借鑒作用，為水泥行業探索低碳綠色發展在技術、建設、運行管理方面積累經驗。

　　引領示范：開創了世界水泥工業回收利用CO2的先河，標志著水泥工業環保技術取得新突破，在全國乃至全球水泥行業都具有較大的引領和示范作用。

　　海螺集團CO2捕集純化示范項目的建設和投運,受到廣泛關注和支持。項目開工建設以來，共有等8批國際考察組、 31批中央及地方政府機關調研組、41批國內外企業及科研院校到現場考察調研。

　　安徽省省委書記李錦斌在項目投產后，作出重要批示：碳捕集純化是落實國家環保減排戰略的重大舉措，要積極支持海螺集團加大推廣應用力度，發揮更大的經濟社會效益。同時，要加強創新驅動，力推產學研一體化，堅持在高效智能、綠色環保上下功夫，不斷為安徽生態文明建設作出新的更大貢獻。

　　烏茲別克斯坦卡州考察團、國際碳捕獲和存儲知識中心、世界水泥可持續發展組織、海德堡集團等8批國際考察組到現場調研。

　　國務院督查組、中央生態環保督查組和工信部等31批政府機關調研組蒞臨現場調研指導。

　　中國建材聯合會、馬鋼集團、浙江大學、人民網等41批國內企業及高校考察組蒞臨現場考察調研。

　　三、項目概況

　　1、項目名稱：海螺水泥白馬山水泥廠水泥窯煙氣CO2捕集純化（CCS）示范項目。

　　2、項目規模：建設年產5萬噸工業CO2（年產3萬噸食品 CO2）的捕集純化生產線。

　　3、工業級產品方案：5.0萬噸/年工業級CO2產品（滿足GB/T 6052-2011標準）

　　4、食品級產品方案：3萬噸/年食品級CO2（滿足GB1886.288-2016）

　　5 工藝技術方案的調研考察：水泥窯煙氣CO2捕集純化項目屬水泥行業世界首創，國際上在水泥行業也只是中試階段，無成熟的經驗可借鑒。

　　海螺集團成立項目攻關組，對臺灣臺泥中試項目、上海華能、大連石油化工總公司及歐洲挪威水泥廠碳捕集試驗項目等國內外碳捕集技術項目進行了充分調研和前期技術論證。

　　作為海螺集團重大科技創新課題，采用產學研合作模式，研究開發具有自主知識產權、經濟高效，可得到99.99%的高品質級CO2。

　　6 、 CO2捕集的技術路線

現有的碳捕集技術

　　通過國內外科研機構和碳捕集項目實地考察及技術交流，對CO2捕集技術發展現狀進行了深入細致的研究，同時結合水泥窯煙氣量大，成分復雜、CO2濃度含量低等技術難點，通過反復論證，選擇新型化學吸收法作為碳捕集的核心技術方案。

　　（1）碳捕集項目工藝流程

　　第一步是CO2捕集過程。水泥窯煙氣通過引風機送入脫硫水洗塔底部，分別經過水洗降溫、脫硫凈化、二次水洗去除雜質后，進入吸收塔底部，在吸收塔內煙氣中CO2被吸收劑吸收形成富液，富液通過泵送至換熱器加熱后，再送到解吸塔，在解吸塔內解析出純度95%以上的二氧化碳，

　　第二步是CO2純化精制過程。二氧化碳氣體從解析塔頂部引出，經冷凝、分水后進入壓縮機三級壓縮，提升至2.5MPa的高壓氣體，氣體再通過脫硫床、干燥床和吸附床，脫除氣體中的油脂、水分等雜質，通過冷凍液化系統液化后，分別進入工業級精餾塔和食品級精餾塔精餾，得到純度為99.9%以上的工業級和純度為99.99%以上的食品級二氧化碳液體，并通過管道送至儲罐中貯存。

海螺CO2捕集純化流程示意圖

　　（2）碳捕集項目技術創新

　　通過組分創新設計，開發以羥乙基乙二胺（AEEA）為主要成分的低降解、易再生新型復合有機胺吸收劑，實現了水泥窯復雜煙氣CO2的高效、穩定吸收和解吸。

　　研發了適合水泥熟料生產煙道氣控制要求的“三合一”高效多功能塔式煙氣預處理系統，解決了煙氣洗滌、脫硫、除塵、控溫等多個物理化學過程控制的工程技術問題。

　　集成創新開發了首臺套工業化水泥窯煙道氣捕集純化系統，解決了水泥窯生產線系統協同耦合的系列技術問題，實現了水泥窯煙道氣CO2捕集、純化的工業化。

　　（3）碳捕集項目成果鑒定

　　CCUS項目共申報知識產權45項，其中已授權發明專利3項，已授權實用新型專利8項，已授權外觀專利1項，軟件著作權1項；已發表論文3篇。

　　2019年3月30日，中科高技術企業發展評價中心組織有關專家對海螺碳捕集示范項目進行科技成果評價。評委會議一致認為，該項目具有重大的環保效益和較強的示范帶動作用，CO2捕集純化技術在水泥行業開發與應用方面達到了國際領先水平。

　　2019年6月22日，中國建筑材料聯合會組織召開了海螺碳捕集示范項目科技成果鑒定會。鑒定結論：該成果達到了國際領先水平。

　　四、碳捕集示范項目建設歷程

　　2016年，集團批準立項，組織調研論證，設計指標（工業級CO2標準：99.5%，食品級CO2標準：99.9%）；2017年6月，在白馬山水泥廠開工建設；2018年4月項目開始調試試生產。

　　項目工程建設過程縮影

　　首批次液態二氧化碳成功捕集入罐并銷售，純度達99.97%以上，已超工業級CO2國家標準，標志著海螺集團建設的世界首條水泥煙氣二氧化碳捕集純化環保示范項目成功投運。

　　五、 下一步研究方向及建議

　　CO2在常溫下加壓即可液化或固化，是一種潛在的碳資源。隨著綠色化學理論、化工合成新工藝等領域取得新成就，為CO2在工業、農業、食品、醫藥、精細化工、消防等領域的應用創造了新的條件和可能。

　　CO2主要用于：

　　（1）工業化應用：碳酸飲料、焊接保護氣、 滅火器 、干   冰、養護混凝土

　　（2）農業化應用：植物氣肥

　　（3）油田驅油和地質封存

　　（4）CO2 產品轉化：塑料發泡劑、燃油、超臨界萃取劑、  無機和有機化工產品

　　為積極響應國家綠色低碳發展理念和貫徹落實省委省政府指示要求，進一步做好世界首條水泥窯煙氣CO2捕集純化項目生產經營和CO2產品轉化應用，發揮更大的政治經濟效益。

　　1.經海螺集團黨委擴大會議研究，決定成立CO2產品轉化應用領導組，全面負責CO2產品轉化應用的研究和推廣工作。

　　2.將《 CO2產品轉化應用的研究及推廣》為海螺集團科技創新重點專項課題，分設優化運營、產品轉化研發、市場營銷推廣三個小組，分別負責項目的生產成本控制、產品轉化、銷售市場開拓等工作。

　　研究的預期成果：

　　1.生產和銷售食品級CO2，開拓碳酸飲料銷售市場

　　2.建成一條干冰生產系統

　　3. CO2轉化為高附加值化工產品2-3個

　　4.通過CO2捕集提純系統技術優化，降低液態CO2生產能耗13%左右。

　　5.申請專利5項；

　　6.實現資源化利用，取得良好的環境效益和社會效益。

　　建議：

　　1.嚴禁開采地下CO2氣體。

　　2.各大水泥企業和科研機構積極開展CCUS技術研究和應用，互相探索、分享技術和管理經驗。

　　3.政府出臺支持CO2減排項目的政策，支持企業拓展應用領域、降低成本和增加效益，鼓勵企業主動推廣應用CCUS項目。