什么是碳捕集?现在有哪些CO2捕集方法?

　　什么是碳捕集?现在有哪些CO2捕集方法? CCS 碳捕集与封存(Carbon Capture and Sequestration，简称CCS，是将CO2从电厂等工业或其他排放源分离，经富集、压缩并运输到特定地点，注入储层封存以实现被捕集的CO2与大气长期分离的技术。 CCUS 在此CCS技术基础上发展出CCUS：碳捕集、封存及再利用技术。将二氧化碳从化石燃料电厂或工业设施中捕集提纯，然后通过运输投入新的生产过程加以利用，最终实现有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、运输、长期封存三个环节基础上增加了对二氧化碳利用的环节，目前主要利用方式包括提高采收率、食品级二氧化碳精制，以及其他工业利用方式。

　　现有的CO2捕集方法

　　针对二氧化碳的不同来源和对二氧化碳的不同要求,有三种方法：

　　1.吸收法：包括物理吸收和化学吸收,这种方法在气源中二氧化碳浓度低于20%时使用.

　　2.变压吸附法：适用于二氧化碳浓度在20~60%之间的气源,经过吸附后的产品纯度高,工艺过程简单,全自动化运作,生产成本低.

　　3.低温蒸馏法：适用于气源中二氧化碳浓度90%以上,且产品纯度要求高、又需要液化储运的场合.如果后续做干冰,则采用高压精馏法 吸收法-化学吸收

　　利用化学溶剂通过与CO2发生化学反应，对二氧化碳进行吸收，当外部条件如温度发生或压力改变时，使得反应逆向进行，从而达到二氧化碳的解析及吸收剂的循环再生的目的。

　　工业上，通常选用呈碱性的化学吸收液来吸收CO2，如：醇胺、钾碱和氨水等。目前较为成熟的化学吸收法工艺多基于乙醇胺类水溶液，如单乙醇胺法(MEA法)和二乙醇胺法(DEA法)和甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。

　　近几年新发展的化学吸收法工艺包括：混合胺法、空间位阻胺法、以及冷氨法等。化学吸收法适用于气体中CO2浓度较低时的CO2分离。

　　虽然化学吸收法是目前工业上捕集CO2使用最为广泛的方法，但仍存在以下问题：

　　(1) 捕集工艺能耗大。在捕集系统中，高温的烟气必须通过降温后才能进入吸收塔，浪费了烟气初始的余热回收利用，增大了操作工艺的能耗;

　　(2) 吸收剂循环效率低。运行过程会造成氧化损耗，在捕集过程中需不断补充，同时会对设备产生腐蚀以及发泡等不良影响;

　　(3) CO2回收成本高;

　　(4) CO2捕集设备庞大，操作的弹性小，在开停车上也存在着困难

　　吸收法-物理吸收

　　物理吸收法的原理是，在加压条件下用有机溶剂对酸性气体进行吸收来分离脱除酸气成分。溶剂的再生通过降压实现，所需再生能量相对较少。典型物理吸收法包含冷法和热法两种技术。

　　冷法以低温甲醇洗法为代表，热法以聚乙二醇二甲醚溶剂吸收法为代表。物理吸收法适用于气体中CO2浓度较高时的CO2分离，如IGCC中的CO2分离。它在较高的操作压力下进行，不适用于尾气中CO2的分离。

　　吸附法

　　吸附法是通过吸附体在一定条件下对CO2进行选择性吸附，而后通过恢复条件将CO2解吸，从而达到分离CO2的目的。

　　常用的吸附剂有：天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶、“分子篮”吸附剂、铿化合物吸附剂、碳基吸附剂等。

　　分离法

　　根据分子的特性，可以把CO2过滤出来，分离法利用特定材料制成的薄膜对不同气体渗透率的不同来分离气体。常见的膜材料包括：碳膜、二氧化硅膜、沸石膜、促进传递膜、混合膜、聚酞胺类膜及聚酞酸酷膜等。

　　二氧化碳捕集技术原理

　　烟气中的二氧化碳在吸收塔与复合胺反应生成氨基甲酸盐，并被输送至再生塔加热分解还原为复合胺和二氧化碳，复合胺溶液返回吸收塔进行再次吸附，而二氧化碳气体则经加压、除杂、提纯、液化等工序，提纯为纯度为99.99%的二氧化碳。脱碳工艺流程主要由烟气预处理系统、填料吸收塔、填料再生塔、排气洗涤系统、溶液系统、产品气外理系统(包括冷部、气液分离、压缩)、循环水冷却系统、辅助蒸汽系统以及水平衡维持系统等组成。精外理工艺流程主要由二氧化碳气体储存系统、二氧化碳气体压缩系统、一氧化碳提纯系统、制冷系统以及储存装车系统等组成。