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美国MTR公司突破性膜分离碳捕集技术加速工程化落地
2025年4月29日,美国MTR公司宣布,其在怀俄明州干叉(Dry Fork)电厂建设的全球最大的55,000吨/年膜法碳捕集中试装置,已完成2,000小时运行。借此机会,简要介绍这家领先的膜法碳捕集技术公司,包括其发展历史、核心技术、工程化进展等方面。1.发展历史MTR公司由著名膜技术专家Richard Baker于1982年创立,总部位于美国加利福尼亚州纽瓦克市(Newark)。MTR以气体分离膜技术起家,1992年向石化行业交付首套商用膜系统。2007年起在DOE持续资助下,MTR开始研发膜法碳捕集技术,先后推出两代膜产品,并在实验室开发第三代膜产品。2024年10月,MTR建成全球最大的膜法碳捕集中试项目。MTR已在全球部署450多套气体分离膜系统,员工规模100人左右。除政府研究经费资助外,未见MTR有其它融资报道。2.核心技术MTR公司业务分为工业气体分离膜和膜法碳捕集两个板块。MTR工业气体分离膜主要包括石化有机蒸汽回收、天然气脱酸、炼油与合成气分离纯化、溶剂脱水等膜技术应用。MTR膜法碳捕集技术采用Polaris商标。其CO2分离膜采用多层复合膜结构,由聚环氧乙烷(PEO)分离层、多孔支撑层及保护层组成,厚度在0.2微米以内,具有较高选择性与渗透性。MTR膜法碳捕集工艺,一般采用两级膜分离、空气吹扫等设计,主体膜设备采用模块化撬装设计,具有自身特点。3.工程化进展2008年,MTR在DOE资助下,开发出第一代Polaris膜材料和卷式膜组件,并在亚利桑那州红鹰(Red Hawk)天然气电厂,建设了一套0.1吨/天的测试系统,将CO2浓度从3.6%提升至20%。2010年,MTR在亚利桑那州Cholla燃煤电厂,建设了一套1吨/天的两段式膜测试系统,可将CO2浓度从9.5%提升至45%,捕集率可达到80%。2015年,MTR在美国国家碳捕集中心(NCCC),完成对1吨/天装置的11,000小时测试。同年,MTR在该中心还新建了一套7,000吨/年的中试系统,开展了400小时的卷式膜组件测试,并首次完成了1,000小时的具有低压降特征的第二代板框式膜组件测试。2022年,MTR在挪威蒙斯塔德CO2技术中心,再次建设了一套3,500吨/年的膜法碳捕集中试装置,采用4个板框式模块,并完成2,200小时测试。2024年,MTR在Dry Fork电厂建成55,000吨/年膜法碳捕集大型中试系统。该系统可能包含36-54个板框式模块,系统捕集率达到90%。此外,MTR还开展了多个大型工业碳捕集项目研究。2022年完成Dry Fork电厂240万吨/年膜法碳捕集项目工艺设计。2023年完成德克萨斯州西麦斯(CEMEX)水泥厂71万吨/年膜法碳捕集项目工艺设计。4.小结MTR作为一家领先的膜法碳捕集技术公司,形成了二氧化碳分离膜材料、膜组件的研发、生产与迭代升级能力。MTR建成了全球最大的膜法碳捕集装置,积累了丰富的系统设计与运行经验,推动了膜法碳捕集技术的工程化进程。但膜法碳捕集技术总体还不够成熟,没有获得资本的足够重视,技术上有较大提升空间。
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