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計畫中文名稱: 

先進中高溫二氧化碳捕獲及分離系統技術開發(1/3)

目前研究階段: 
結案(100%)
技術類別: 
捕集技術(C)
執行單位: 
行政院原子能委員會核能研究所
執行年度(開始): 
民國103年
執行年度(結束): 
民國103年

本計畫架構將分為四項子計畫:
(一) 子計畫一:煤碳/生質合成氣轉化二氧化碳與氫之超高溫水氣轉化觸媒研製與測試
設施建置
(二) 子計畫二:結合水煤氣轉換及CO2 捕獲/分離的中高溫薄膜反應器數值分析/設計/
建置
(三) 子計畫三:高捕獲效能及穩定性中高溫二氧化碳吸附劑之材料與製程技術開發
(四) 子計畫四:中高溫二氧化碳捕獲程序與驗證技術開發
具體技術內容以中高溫水煤氣轉換以及CO2捕獲/分離程序為開發主軸,並以未來高效「高溫先進製程」以及「模擬驗證系統程序開發」為兩大主要發展軸線;兼顧先進製程發展以及中長期scale-up產業化技術開發。前者之發展軸線,以子計畫一、二、三進行主要工作,藉由子計畫一進行高溫觸媒開發,提高前端氣體之處理溫度上限,藉此延伸中高溫氣體處理程序對系統效能之增益。該觸媒亦可與子計畫二與三所擬開發薄膜反應器與吸附材料進行結合,以增加該觸媒轉換技術之泛用性。於「模擬驗證系統程序開發」之發展軸線,則以子計畫四進行主要工作,建立CO2捕獲分離測試平台,並輔以合成氣碳捕獲分離系統驗證數據資料,未來經進行生命週期與scale-up產業化系統程序分析模型建立工作,使碳捕獲技術更具產業競爭力。
各子計畫之重點工作項目分別為:先進水氣轉化觸媒開發、Pd-based薄膜鍍膜製程技術開發、薄膜反應器系統零組件製作開發、薄膜反應器系統性能提升研發、高效能及高穩定性固態二氧化碳吸收劑關鍵製程技術開發、捕碳劑效能改進及設計開發以配合模場實際反應、中高溫捕碳劑製造程序與產量放大製造關鍵技術、捕碳劑關鍵製造技術整合及相關技術平台建立、千瓦級可流動式中高溫二氧化碳捕獲迴路驗證系統開發。

預期成果(中文): 

各子計畫年度目標如下:
1. 煤碳/生質合成氣轉化二氧化碳與氫之超高溫水氣轉化觸媒研製與測試設施建置
(1) 甜(sweet condition)WGS高溫觸媒開發(Pt/ TiO2/CaO)。
(2) CO/CO2 methanation reaction 觸媒開發。
(3) 發酵製程產生甲烷化原料。
2. 結合水煤氣轉換及CO2捕獲/分離的中高溫薄膜反應器數值分析/設計/建置
(1) 完成熱管理對Pd-based薄膜反應器性能影響的數值模擬分析。
(2) 以多孔不鏽鋼為載體為主的Pd-based薄膜反應器製作和量測。
3. 高捕獲效能及穩定性中高溫二氧化碳吸附劑之材料與量化製程技術開發
(1) 以低成本礦物limestone為主要原料,藉由分段步驟合成出適用於中溫環境(300~500oC)
之固態捕獲劑。
(2) 完成捕獲劑之物性與化性分析(XRD鑑定捕獲劑之結構,SEM觀察捕獲劑之表面型
態)。
(3) 以TGA搭配固定床測試其CO2捕獲效能與循環迴圈之穩定性。
(4) 完成建立中溫環境(300~500oC)之固態捕獲劑最佳化參數,不僅捕獲量可達60 wt%以上,且經過30次多重捕獲迴圈後其捕獲維持率依然具有90%以上。
4. 中高溫二氧化碳捕獲程序與驗證技術開發
(1) 利用含鎂鈣系研發中溫捕碳劑配方,並建立捕碳劑產量放大(Scale up)製造關鍵技術,
提升產能至百克級,測試300~500oC在TGA測試中穩定性達80~90%。
(2) 建立1-10 kW可加壓二氧化碳捕獲反應系統,進行二氧化碳捕捉測試實驗,以驗證捕
碳劑在8~40% CO2、300~500 °C、1-5 bar等操作條件下對二氧化碳捕獲之迴路程序穩定性,建立程序參數及特性以提供經濟效益評估。

計畫進度更新-中文: 
發表日期排列圖示 研究階段 內容
2015/07/21 結案(100%)

成果及價值:
(一)合成Na-Si-Al氧...