碳捕集是什么？現(xiàn)在有哪些CO2捕集方法？

碳捕集是什么？碳捕集與封存(Carbon Capture and Sequestration，簡稱CCS，是將CO2從電廠等工業(yè)或其他排放源分離，經(jīng)富集、壓縮并運(yùn)輸?shù)教囟ǖ攸c(diǎn)，注入儲(chǔ)層封存以實(shí)現(xiàn)被捕集的CO2與大氣長期分離的技術(shù)。

在此CCS技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展出CCUS：碳捕集、封存及再利用技術(shù)。將二氧化碳從化石燃料電廠或工業(yè)設(shè)施中捕集提純，然后通過運(yùn)輸投入新的生產(chǎn)過程加以利用，最終實(shí)現(xiàn)有效封存二氧化碳的目的。它在捕集、運(yùn)輸、長期封存三個(gè)環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上增加了對二氧化碳利用的環(huán)節(jié)，目前主要利用方式包括提高采收率、食品級二氧化碳精制，以及其他工業(yè)利用方式。

現(xiàn)有的CO2捕集方法

針對二氧化碳的不同來源和對二氧化碳的不同要求,有三種方法：

1.吸收法：包括物理吸收和化學(xué)吸收,這種方法在氣源中二氧化碳濃度低于20%時(shí)使用.

2.變壓吸附法：適用于二氧化碳濃度在20~60%之間的氣源,經(jīng)過吸附后的產(chǎn)品純度高,工藝過程簡單,全自動(dòng)化運(yùn)作,生產(chǎn)成本低.

3.低溫蒸餾法：適用于氣源中二氧化碳濃度90%以上,且產(chǎn)品純度要求高、又需要液化儲(chǔ)運(yùn)的場合.如果后續(xù)做干冰,則采用高壓精餾法

吸收法-化學(xué)吸收

利用化學(xué)溶劑通過與CO2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對二氧化碳進(jìn)行吸收，當(dāng)外部條件如溫度發(fā)生或壓力改變時(shí)，使得反應(yīng)逆向進(jìn)行，從而達(dá)到二氧化碳的解析及吸收劑的循環(huán)再生的目的。

工業(yè)上，通常選用呈堿性的化學(xué)吸收液來吸收CO2，如：醇胺、鉀堿和氨水等。目前較為成熟的化學(xué)吸收法工藝多基于乙醇胺類水溶液，如單乙醇胺法(MEA法)和二乙醇胺法(DEA法)和甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。

近幾年新發(fā)展的化學(xué)吸收法工藝包括：混合胺法、空間位阻胺法、以及冷氨法等?；瘜W(xué)吸收法適用于氣體中CO2濃度較低時(shí)的CO2分離。

雖然化學(xué)吸收法是目前工業(yè)上捕集CO2使用最為廣泛的方法，但仍存在以下問題：

(1) 捕集工藝能耗大。在捕集系統(tǒng)中，高溫的煙氣必須通過降溫后才能進(jìn)入吸收塔，浪費(fèi)了煙氣初始的余熱回收利用，增大了操作工藝的能耗;

(2) 吸收劑循環(huán)效率低。運(yùn)行過程會(huì)造成氧化損耗，在捕集過程中需不斷補(bǔ)充，同時(shí)會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕以及發(fā)泡等不良影響;

(3) CO2回收成本高;

(4) CO2捕集設(shè)備龐大，操作的彈性小，在開停車上也存在著困難

吸收法-物理吸收

物理吸收法的原理是，在加壓條件下用有機(jī)溶劑對酸性氣體進(jìn)行吸收來分離脫除酸氣成分。溶劑的再生通過降壓實(shí)現(xiàn)，所需再生能量相對較少。典型物理吸收法包含冷法和熱法兩種技術(shù)。

冷法以低溫甲醇洗法為代表，熱法以聚乙二醇二甲醚溶劑吸收法為代表。物理吸收法適用于氣體中CO2濃度較高時(shí)的CO2分離，如IGCC中的CO2分離。它在較高的操作壓力下進(jìn)行，不適用于尾氣中CO2的分離。

吸附法

吸附法是通過吸附體在一定條件下對CO2進(jìn)行選擇性吸附，而后通過恢復(fù)條件將CO2解吸，從而達(dá)到分離CO2的目的。

常用的吸附劑有：天然沸石、分子篩、活性氧化鋁、硅膠、“分子籃”吸附劑、鏗化合物吸附劑、碳基吸附劑等。

分離法

根據(jù)分子的特性，可以把CO2過濾出來，分離法利用特定材料制成的薄膜對不同氣體滲透率的不同來分離氣體。常見的膜材料包括：碳膜、二氧化硅膜、沸石膜、促進(jìn)傳遞膜、混合膜、聚酞胺類膜及聚酞酸酷膜等。

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