碳捕集是什么意思？

　　碳捕集是什么意思? “CO2捕集是指将电力、钢铁、水泥等行业利用化石能源过程中产生的CO2进行分离和富集的过程，是CCUS系统耗能和成本产生的主要环节。”它主要由烟气预处理系统、吸收、再生系统、压缩干燥系统、制冷液化系统等组成。

　　装置

　　该装置对电厂锅炉排烟进行脱硝、除尘、脱硫等预处理，脱除烟气中对后续工艺有害的物质，然后在吸收塔内复合溶液与烟气中的二氧化碳发生反应，将二氧化碳与烟气分离;其后在一定条件下于再生塔内将其生成物分解，从而释放出二氧化碳，二氧化碳再经过压缩、净化处理、液化，得到高纯度的液体二氧化碳产品。

　　这个脱碳装置就好比给燃煤电厂这个排放源戴上了一个大口罩，通过过滤把对环境没有任何影响的干净气体排放出去，而把二氧化碳留下来集中处理。

　　二氧化碳捕捉到了，接下来要如何处理呢?

　　二氧化碳的工业用途非常广泛：在机器铸造业，二氧化碳是添加剂;在金属冶炼业，特别是优质钢、不锈钢、有色金属冶炼，二氧化碳是质量稳定剂;在陶瓷搪瓷业，二氧化碳是固定剂;饮料啤酒业，二氧化碳是消食开胃的添加剂;做酵母母粉，二氧化碳是促效剂;在消防事业，二氧化碳是灭火剂。

　　碳捕集与封存是什么?

　　碳捕集与封存(Carbon Capture and Storage，简称CCS)是指将大型发电厂所产生的二氧化碳(CO2)收集起来，并用各种方法储存以避免其排放到大气中的一种技术。按照流程，CCUS可分为捕集、输送、利用与封存几大环节。

　　CCUS 可以捕集发电和工业过程中使用化石燃料所产生的多达 90%的 CO2，脱碳水平较高;但同时也面临着泄漏、污染物排放等风险。这种技术被认为是未来大规模减少温室气体排放、减缓全球变暖最经济、可行的方法。

       现存技术：

　　从规模上看，我国已投运或建设中的CCUS示范项目约为40个，捕集能力300万吨/年。从覆盖技术来看，目前我国CO2捕集源覆盖燃煤电厂的燃烧前、燃烧后和富氧燃烧捕集等多种技术，CO2封存及利用涉及咸水层封存、EOR等多种方式。相比国外，我国CCUS 项目起步较晚，已投运或建设中的 CCUS 示范项目多以石油、煤化工、电力行业小规模的捕集驱油示范为主，缺乏大规模的多种技术组合的全流程工业化示范。

　　二氧化碳的捕集：

　　二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集、富氧燃烧和燃烧后捕集。

      燃烧前捕集

　　燃烧前捕集主要运用于IGCC系统中，该项技术会将煤高压富氧气化变为煤气，再经过水煤气变换产生二氧化碳和氢气，这会使气体压力和CO2浓度都很高，很容易对CO2进行捕集。剩下的氢气可以被当作燃料使用。

　　该技术的捕集系统小，能耗低，有着很不错的效率以及对污染物的控制方面的能力，这使得该技术受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题，难以进行大规模推广。

      富氧燃烧

　　富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，但通过制氧技术，将空气中大比例的氮气脱除，直接采用高浓度的氧气与烟道气的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。

　　欧洲已有在小型电厂进行改造的富氧燃烧项目。该技术路线面临的最大难题是制氧技术的投资和能耗太高，没有一种廉价低耗的能动技术，同样不适合广泛推广。

      燃烧后捕集

　　燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2，如今常用的CO2分离技术主要有化学吸收法(利用酸碱性吸收)和物理吸收法(变温或变压吸附)，此外还有膜分离法技术，正处于发展阶段，但却是公认的在能耗和设备紧凑性方面具有非常大潜力的技术。

　　从理论上说，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂。然而，普通烟气的压力小体积大，二氧化碳浓度低，而且含有大量的氮气，因此捕集系统庞大，耗费大量的能源。 二氧化碳的封存：

      地质封存

　　地质封存一般是将超临界状态的二氧化碳注入地质结构中，这些地质结构可以是油田、气田、咸水层、无法开采的煤矿等。根据IPCC的研究来看，二氧化碳性质稳定，可封存相当长的时间。若地质封存点选择准确，注入到其中的二氧化碳的99%都可封存1000年以上。

　　把二氧化碳注入油田或气田用以驱油或驱气可以提高采收率(使用EOR技术可提高30%~60%的石油产量);注入无法开采的煤矿可以把煤层中的煤层气驱出来，即所谓的提高煤层气采收率。

　　二氧化碳不像天然气那样易燃或易爆，也不像冰箱和空调中使用的制冷剂那样有毒。从地下一公里深度向大气发生灾难性泄漏几乎是不可能的。二氧化碳封存层在岩层的破裂压力以下操作，具有一定的安全边际——不存在“压裂”。由二氧化碳注入引起的地震活动都非常小，需要仪器才能监测到。地震也没有造成封存的二氧化碳泄漏，例如日本地震频发，但未发现泄漏。

　　然而，若要封存大量的CO2，最适合的地点是咸水层。咸水层一般在地下深处，富含不适合农业或饮用的咸水，这类地质结构较为常见，同时拥有巨大的封存潜力。不过与油田相比，人们对这类地质结构的认识还较为有限。2012年8月6日，中国首个二氧化碳封存至咸水层项目获重要突破。

      海洋封存

　　海洋封存是指将CO2通过轮船或管道运输到深海海底进行封存。然而，这种封存办法也许会对环境造成负面的影响，比如过高的CO2含量将杀死深海的生物、使海水酸化等，此外，封存在海底的二氧化碳也有可能会逃逸到大气当中(有研究发现，海底的海水流动到海面需要1600年的时间)。

　　总的来说，人们对海洋封存的了解还是太少。

　　三、国内外的CCS项目：

　　尽管中国CCUS技术起步较晚，但在政府的支持下，企事业、科研单位和高等院校共同参与，围绕配套政策、相关理论和关键技术进行了一系列研究，建立起专业的研究队伍，取得了一批成果和进步，并成功开展了工业级技术示范。文章综述了国内外CCUS示范项目的特点和经验，并分析了该技术的发展趋势，对CCUS相关项目的建设起到指导性的作用。

　　我国 CCUS 技术项目遍布19个省份，捕集源的行业和封存利用的类型较为多样。从规模上看，我国已投运或建设中的CCUS示范项目约为40个，捕集能力300万吨/年。13个涉及电厂和水泥厂的纯捕集示范项目总体CO2捕集规模达85.65万吨/年，11个CO2地质利用与封存项目规模达182.1万吨/年，其中EOR的CO2利用规模约为154万吨/年。

　　从覆盖技术来看，目前我国CO2捕集源覆盖燃煤电厂的燃烧前、燃烧后和富氧燃烧捕集，燃气电厂的燃烧后捕集，煤化工的CO2捕集以及水泥窑尾气的燃烧后捕集等多种技术。CO2封存及利用涉及咸水层封存、EOR、驱替煤层气(ECBM)、地浸采铀、CO2矿化利用、CO2合成可降解聚合物、重整制备合成气和微藻固定等多种方式。