GB/T 46877-2025 二氧化碳捕集 燃烧后二氧化碳捕集系统通用要求

　　ICS 27. 010 CCS F 29

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 46877—2025

　　二氧化碳捕集 燃烧后二氧化碳捕集

　　系统通用要求

　　Carbon dioxidecapture—Generalrequirementsforpost-combustion CO2

　　capturesystem

　　2025-12-31发布 2026-07-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 46877—2025

　　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担识别专利的责任 。

　　本文件由全国环境管理标准化技术委员会(SAC/TC207)提出并归 口 。

　　本文件起草单位 : 国家 能 源 集 团 新 能 源 技 术 研 究 院 有 限 公 司 、国 家 能 源 集 团 江 苏 电 力 有 限 公 司 、国家能源集团泰州发电有限公司 、中国 21世纪议程管理中心 、浙江大学 、西南化工研究设计院有限公司 、中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 、中国标准化研究院 、国电投远达绿碳科技(重庆) 有限公司 、天津大学 、中国科学院过程工程研究所 、中国石油大学(北京) 、中石化石油工程设计有限 公 司 、中国矿业大学(北京) 、宁波大学 、东方电气集团东方锅炉股份有限公司 、碳和科技(北京)有限公司 、中国石油工程建设有限公司西南分公司 、上海齐耀环保科技有限公司 。

　　本文件主要起草人 :徐冬 、余学海 、冯蕾 、范永胜 、杨燕梅 、韩涛 、杨光俊 、张贤 、龚海艇 、方梦祥 、郑珩 、朱廷钰 、王志 、刘汉明 、吴其荣 、龙雨谦 、翁小涵 、樊静丽 、王涛 、刘毅 、冯玮 、胡昔鸣 、刘舒巍 、闫飞 、王卫凡 、牛红伟 、徐文青 、周鲁立 、彭勃 、尚慧宁 、张嘉航 、李清方 、姚敏 、傅宏明 、杨东泰 、陈建宏 、张彤昀 、李玉雪 、刘刚 、李珂 。

　　Ⅰ

　　GB/T 46877—2025

　　二氧化碳捕集 燃烧后二氧化碳捕集

　　系统通用要求

　　1 范围

　　本文件规定了燃烧后二氧化碳(CO2 ) 捕集系统(以下简称 “碳捕集系统 ”) 的分类与组成以及技 术要求 。

　　本文件适用于燃烧后 CO2 捕集系统(不含实验装置)的设计 、建造 。

　　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 150 压力容器(所有部分)

　　GB/T 151 热交换器

　　GB 8978 污水综合排放标准

　　GB/T 12337 钢制球形储罐

　　GB 14554 恶臭污染物排放标准

　　GB 18599 一般工业固体废物贮存和处置场污染控制标准

　　GB/T 20322 石油及天然气工业 往复压缩机

　　GB/T 35528 低温液化气体安全指南

　　GB/T 45121 火力发电厂烟气二氧化碳捕集系统能耗测定技术规范

　　GB 50058 爆炸危险环境电力装置设计规范

　　GB/T 50087 工业企业噪声控制设计规范

　　GB 50217 电力工程电缆设计标准

　　GB 50264 工业设备及管道绝热工程设计规范

　　GB/T 50493 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准

　　GB/T 51316 烟气二氧化碳捕集纯化工程设计标准

　　JB/T 6430 一般用喷油螺杆空气压缩机

　　JB/T 6443 石油 、化学和气体工业用离心压缩机

　　NB/T 47003. 1 常压容器 第 1部分 :钢制焊接常压容器

　　NB/T 47041 塔式容器

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件 。

　　3. 1

　　燃烧后 CO2 捕集 post-combustion CO2 capture

　　从燃料燃烧过程中产生的烟气中捕集 CO2 的过程 。

　　1

　　GB/T 46877—2025

　　3.2

　　化学吸收法 chemicalabsorption method

　　化学吸收剂在吸收塔内与烟气中的 CO2 发生化学反应生成化合物 ,并在解吸塔内经升温后释放出吸收的 CO2 ,完成 CO2 与其他气体分离的方法 。

　　[来源 :GB/T 51316—2018,2. 0. 4] 3.3

　　吸附法 adsorption method

　　采用多孔固体吸附剂在吸附塔内通过化学方法或物理方法吸附 CO2 ,并在再生塔通过变温和/或变压等工序释放出吸附的 CO2 ,完成 CO2 与其他气体分离的方法 。

　　注 : 包括变压吸附法 、变温吸附法 、变温变压吸附法等 。

　　[来源 :GB/T 45121—2024,3. 4] 3.4

　　膜法 membraneseparation method

　　以膜两侧组分分压差为推动力 ,通过混合气中 CO2 和其他分子在分离膜内渗透性能的差异 , 实现CO2 分离的方法 。

　　3.5

　　吸收剂 absorbent

　　通过化学反应脱除烟气中的 CO2 的物质 。

　　注 : 通常为有机胺吸收剂 。

　　3.6

　　吸附剂 adsorbent

　　用于实现 CO2 与其他气体分离的固体材料 。

　　注 : 从含 CO2 气流中吸附 CO2 ,或从 CO2 气流中吸附其他杂质 。

　　3.7

　　分离膜 separation membranes

　　能够根据 CO2 与其他气体分子的物理化学性质差异 ,实现不同气体分子选择性透过的材料 。 3. 8

　　膜元件 membranemodules

　　通过特定工艺制备的分离膜模块化单元设备 。

　　注 : 包含分离膜及其支撑结构 。

　　3.9

　　吸收塔 absorber

　　采用化学或物理的处理方法分离捕集烟气中 CO2 的装置 。

　　[来源 :GB/T 45121—2024,3. 10]

　　3. 10

　　解吸塔 regenerator

　　将富液中的 CO2 分离出来 ,使富液转化为贫液的装置 。

　　[来源 :GB/T 45121—2024,3. 11]

　　3. 11

　　吸附器 adsorber

　　内装吸附剂 ,承受交变荷载 、从含 CO2 气体中分离提纯 CO2 用设备 。

　　3. 12

　　CO2 压缩 CO2 compression

　　将 CO2 气体在适当的压力下转变为高压流体的过程 。

　　2

　　GB/T 46877—2025

　　3. 13

　　CO2 液化 CO2 liquefaction

　　将气态 CO2 在适当的压力和温度条件下转变为液态的过程 。

　　4 分类与组成

　　4. 1 分类

　　按照 CO2 的捕集方法 ,碳捕集系统主要分为以下三类 :

　　a) 化学吸收法碳捕集系统 ;

　　b) 吸附法碳捕集系统 ;

　　c) 膜法碳捕集系统 。

　　4.2 组成

　　CO2 捕集系统边界示意见图 1。

　　注 : 实线框内单元为系统宜包含的单元 ,虚线框内单元为根据工艺需求可选配的单元 。

　　图 1 CO2 捕集系统边界示意图

　　碳捕集系统宜由以下四个部分组成 :

　　a) 烟气预处理单元 ;

　　b) CO2 捕集单元 ;

　　c) CO2 压缩干燥单元 ;

　　d) CO2 液化单元(可选) 。

　　5 技术要求

　　5. 1 总体要求

　　5. 1. 1 材料要求

　　5. 1. 1. 1 碳捕集系统塔器 、罐体 、管道 、泵 、风机 、换热器 、压缩机等主体结构的材料及垫片 、紧固件等辅助材料应满足对工艺介质的耐腐蚀和承压要求 。

　　5. 1. 1.2 碳捕集系统的绝热材料应符合 GB 50264的规定 。

　　5. 1. 1.3 碳捕集材料应具有 CO2 选择性 ,宜具有低成本 、低能耗等特性 ,对有特殊要求者 ,还应满足结

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　　GB/T 46877—2025

　　构强度 、化学稳定性 、热稳定性等特定要求 。

　　5. 1.2 设备要求

　　5. 1.2. 1 非压力容器应符合 NB/T 47003. 1 的规定 ,压力容器应符合 GB/T 150(所有部分)的规定 。

　　5. 1.2.2 塔式容器应符合 NB/T 47041的规定 。

　　5. 1.2.3 换热器应符合 GB/T 151的规定 。

　　5. 1.2.4 球形储罐应符合 GB/T 12337的规定 。

　　5. 1.2.5 引风机 、泵 、压缩机等驱动设备的功率应与被驱动机相匹配并宜留有一定裕量 ,且应满足不同季节环境温度 、不同海拔高度条件下的工况需求 。

　　5. 1.3 管道与阀门要求

　　5. 1.3. 1 管道至少应满足以下要求 :

　　a) 与腐蚀介质接触的管道应根据腐蚀特性选用耐腐蚀材料 ,对易产生应力腐蚀的碱液 、胺液管道采取防应力腐蚀开裂措施 ;

　　b) 直接与捕集装置连接的管道 ,考虑压力变化对管道强度和管道疲劳寿命的影响 ;

　　c) 确保管道连接件(如法兰 、垫片 、紧固件等)的密封在压力变化工作状态下不泄漏 。

　　5. 1.3.2 阀门至少应满足以下要求 :

　　a) 阀门的类型 、结构及其各部件材料满足流体的特性 、温度和压力的要求 ;

　　b) 阀门非金属密封材料根据用途具备对胺液 、制冷剂 、液态 CO2 等介质的耐腐蚀性 ;

　　c) 具有密闭中腔结构的阀门应具备超压泄放功能 。

　　5. 1.4 接口要求

　　5. 1.4. 1 烟气接口宜从主体工程环保装置尾部接入 。

　　5. 1.4.2 电气接口要求如下 :

　　a) 各设备电源接口应与主体工程相匹配 ;

　　b) 各类通信接口应与主体工程相应系统匹配 。

　　5. 1.4.3 机械接口要求如下 :

　　a) 碳捕集系统应与主体工程管路连接 ;

　　b) 应采用耐腐蚀金属并能承受最大工作压力的标准系列接头 ;

　　c) 有振动的设备应在安装接口处采取隔振措施 。

　　5. 1.5 电气与仪控要求

　　5. 1.5. 1 电气系统要求如下 :

　　a) 碳捕集系统高 、低压电压等级 、中性点接地方式应与主体工程一致 ;

　　b) 电缆敷设应符合 GB 50217的规定 ;

　　c) 碳捕集系统内设置生产通信和调度通信系统 ;

　　d) 宜单独设置不间断电源(UPS)向碳捕集系统不停电负荷供电 。

　　5. 1.5.2 仪控系统要求如下 :

　　a) 碳捕集系统应设置烟气进出口成分分析仪 、温度表 、压力表 、流量计 、液位计等 ,仪表选型宜符合 HG/T 20507的规定 ;

　　b) 碳捕集系统自动控制水平宜与主体工程相匹配 ;

　　c) 碳捕集系统监 控 参 数 宜 包 括 : 工 艺 运 行 参 数 、公 用 工 程 参 数 、环 境 监 测 参 数 、电 气 及 设 备 状态等 ;

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　　GB/T 46877—2025

　　d) 控制单元应具有数据采集处理 、自动控制 、连锁保护等功能 ,硬件 、软件配置及功能要求应与工艺过程的规模和控制要求相适应 ,重要服务器及交换机设备应设置冗余 。

　　5. 1.6 排放要求

　　5. 1.6. 1 固体废弃物处置应符合 GB 18599的规定 。

　　5. 1.6.2 挥发性有机物(VOCs)排放应符合相关标准的规定 ,有机胺降解产生的氨排放应符合 GB 14554的规定 。

　　5. 1.6.3 废水(含工艺水)处理应符合 GB 8978的规定 。

　　5. 1.7 安全要求

　　5. 1.7. 1 爆炸危险区域的划分应符合 GB 50058的规定 。

　　5. 1.7.2 有火灾爆炸危险的装置 、露天设备 、储罐 、电气设施和建(构)筑物等应采取防雷措施 。

　　5. 1.7.3 有泄漏风险的位置 ,应按 GB/T 50493、GB/T 51316的规定设置监测与报警装置 ,并采取应急处置措施 。

　　5. 1.7.4 碳捕集系统所涉及的危险化学品的运输 、储存 、使用应符合相关法律法规 、标准规范要求 。

　　5. 1.7.5 应根据生产工艺要求 、作业环境特点和物料的性质采取相应的防静电措施 。

　　5. 1.7.6 设备产生噪声的应符合 GB/T 50087的规定 。

　　5. 1.7.7 吸收用胺液 、碱液等腐蚀性物料的储存区 ,宜设置围堰或事故存液池 。

　　5. 1.7. 8 液态 CO2 罐区(可选)宜设置围堰 。

　　5. 1. 8 性能要求

　　碳捕集系统性能要求应包括 CO2 捕集率 、单位 CO2 再生热耗 、单位 CO2 用电量等指标 ;性能要求相关指标的测量 、计算方法应符合 GB/T 45121的规定 。

　　5.2 烟气预处理单元

　　5.2. 1 烟气在进入捕集单元前宜进行预处理 ,经预处理后的烟气宜符合 GB/T 51316的要求 。

　　5.2.2 应评估烟气带水对碳捕集系统的影响 ,并采取相应措施 。

　　5.3 CO2 捕集单元

　　5.3. 1 CO2 捕集单元应符合下列要求 :

　　a) 与主体工程的变负荷特性相匹配 ;

　　b) 充分利用周边热源和冷源条件 , 降低系统能耗 。

　　c) 在满足性能要求的前提下 ,优化运行参数 , 降低系统能耗 ,提高经济性 。

　　5.3.2 化学吸收法 CO2 捕集单元的要求如下 :

　　a) 吸收剂宜选用吸收能力强 、再生能耗低 、挥发性低 、腐蚀性小 、不易降解 、不易发泡 、黏度适宜的溶剂 ;

　　b) CO2 吸收与解吸应保持系统水平衡 ;

　　c) 进入吸收塔的贫液温度和解吸塔底温度应根据吸收剂特性和工艺流程确定 ;

　　d) CO2 吸收与解吸过程的能量应回收利用 ;

　　e) 热源品质 、流量应满足 CO2 解吸要求 ;

　　f) 吸收塔和解吸塔宜采用填料塔 ,塔内应保证气 、液分布均匀 ;

　　g) 工艺系统宜配套吸收剂净化再生装置 ;

　　h) 工艺系统宜配套相应的胺逃逸控制装置 ;

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　　GB/T 46877—2025

　　i) 换热器性能宜符合 GB/T 51316的规定 。

　　5.3.3 吸附法 CO2 捕集单元的要求如下 :

　　a) 吸附剂应具有足够的抗压强度 、耐磨性和热稳定性 ;

　　b) 吸附剂应有足够的 CO2 吸附容量 ,其中分子筛的 CO2 吸附容量宜符合 HG/T 2690的规定 ;

　　c) 吸附法捕集单元可根据工艺需求采用固定床 、流化床 、移动床吸附等方式 ;

　　d) 吸附法捕集 单 元 可 根 据 工 艺 需 求 选 用 变 压 吸 附 法 、变 温 吸 附 法 、变 温 变 压 吸 附 法 进 行 CO2捕集 ;

　　e) 吸附器顶部出口管线宜根据工艺需求配置压力或温度测量仪表 ;

　　f) 固定床吸附器的规格尺寸 、内部组件应能防止吸附剂泄漏和颗粒流化 。

　　5.3.4 膜法 CO2 捕集单元要求如下 :

　　a) 分离膜应选择具有高 CO2 渗透率和选择性的材料 ;

　　b) 分离膜应具有一定的承压能力 、耐受水蒸气和酸性气体腐蚀的能力 ;

　　c) 膜元件宜为中空纤维式或螺旋卷式结构 ;

　　d) 膜元件应具备足够的机械强度和化学稳定性 ;

　　e) 膜装置应设置压力连锁保护措施并设置泄压旁路 ;

　　f) 膜装置在停用时宜充惰性气体保护 。

　　5.4 CO2 压缩干燥单元

　　5.4. 1 CO2 压缩单元的设置要求如下 :

　　a) 压缩机进出口应设置压力限值报警并联锁停机 ;

　　b) 压缩机组润滑油系统应设置压力和温度的监测 、报警 ,并应设置润滑油低压报警联锁停机 ;

　　c) 压缩机润滑油的选择应确保与 CO2 介质相适应 ;

　　d) 对于管道内可能有冷凝液带入压缩机的 ,压缩机入口前应设置气液分离器 ;

　　e) 离心式压缩机的性能 、质量和安全性应符合 JB/T 6443的规定 ;

　　f) 往复式压缩机的性能 、质量和安全性应符合 GB/T 20322的规定 ;

　　g) 螺杆式压缩机的性能 、质量和安全性应符合 JB/T 6430的规定 ;

　　h) 压缩机级间或末级之后应设置脱水装置 。

　　5.4.2 CO2 干燥单元的设置要求如下 :

　　a) 干燥脱水后露点温度应满足相关工艺技术要求 ;

　　b) 定期再生的干燥塔应设置备用 ;

　　c) 干燥塔应符合 GB/T 150(所有部分)的规定 ;

　　d) 干燥单元的管道系统应设置放空 、放净阀 ;

　　e) 干燥单元管道出口根据工艺要求设置过滤器 。

　　5.5 CO2 液化单元(可选)

　　如果系统配置 CO2 液化单元 ,满足以下要求 :

　　a) CO2 液化 (装置) 设计 、充装 、储存 、运输和使用等过程中与安全密切相关的基本要求应符合GB/T 35528的规定 ;

　　b) CO2 液化采用低温液化法时 ,宜使用节能 、环保 、安全 、经济的制冷剂 。

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　　GB/T 46877—2025

　　参 考 文 献

　　[1] HG/T 2690 13X分子筛

　　[2] HG/T 20507 自动化仪表选型设计规范

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