什么是碳捕捉？用什么方法？需要哪些材料？

2022-07-07 10:51:06 作者：AG 5404

在全球变暖已经成为了重要的国际议题的背景下，碳捕捉作为新型节能减排技术之一，有着良好的发展前景，也备受各国关注;那么碳捕捉到底是什么?可以使用哪些方法进行碳捕捉?需要的材料又有哪些?下面的文章将对碳捕捉进行简单介绍。

什么是碳捕捉

碳捕捉即二氧化碳捕捉技术，指的是将二氧化碳从排放燃烧源中分离、收集、净化和压缩，减少工厂中二氧化碳的排放，从而降低大气中的二氧化碳含量。

碳捕捉流程

碳捕捉的基本流程包括排放源到捕集到运输再到利用与封存四个部分。

排放源通常是煤化工、石油化工、水泥厂、炼钢厂和煤炭发电厂等。捕集是利用三种捕集方法进行操作。运输包括管道运输、船舶运输、公路运输和铁路运输。利用与封存包括地理利用、地质利用、化学利用、生物利用、海洋封存和地质封存。

碳捕捉流程

碳捕捉的方法

目前使用的碳捕捉方法主要有燃烧后捕捉(PCC)、燃烧前捕捉(IGCC)和氧气燃烧。

(1)燃烧后捕捉(PCC)：主要方法：在工艺的燃烧部分之后进行捕捉。主要使用0.3g/g的乙醇胺( C₂H₇NO)溶剂对CO₂进行吸收。优缺点：主要的优点在于改造幅度最小，从而意味着最小的改造资金投入，一般认为是比较经济的做法，在欧盟地区得到普遍的采用。缺点在于乙醇胺溶液的再生需要耗费巨大的能量，溶剂的挥发对环境有一点影响。

(2)燃烧前捕捉(IGCC)：主要方法：与PCC相反的，在IGCC中首先通入氧气或者空气，将煤炭和生物质燃料等原料气化，再进入燃烧段进行反应，与此同时通入一定的水蒸气，最终的产物有CO₂、CO、H₂、 N₂以及硫化物等。优缺点：由于需要将煤炭等燃料气化，不论是改造的投资费用还是后期运行费用均较高。该方法的优点在于提高了压强，更高的CO₂比例以及更小的气体流量，同时还可能同时产出H₂等能源气体，从而降低投资费用。

(3)氧气燃烧：主要方法：通过将空气中的氮气与氧气分离，使用纯氧对燃料进行燃烧，从而可以提高燃烧效率(大约提高17%-35% ),提高CO₂的纯度，降低CO等副产物的产生。优缺点：该技术的关键在于将空气提纯，得到氧气浓度大于95%的混合气，通入到燃烧室中。然而提纯的步骤需要耗费大量的能源，如何降低能量的消耗一直是近些年来研究的目标。

碳捕捉流程碳捕捉的方法

碳捕捉的材料

(1)溶液：化合物包括乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺、三乙醇胺。优点：CO₂脱除率较高，是目前回收CO₂最有效的方法之一，并且适合于处理CO₂分压低的混合气体。缺点：胺容易发生氧化降解使得吸收性能降低，同时还会造成溶液粘度增加，不利于气体的传输;胺及其降解物在吸收剂再生时易挥发，使其吸收能力下降;胺溶液的强碱性对仪器设备的腐蚀作用特别严重;操作较为繁琐;再生耗能高。

(2)碱性金属化合物：包括氧化铝、碳酸钙、硅酸盐、硅酸锂、锆酸锂，及水滑石类混合物。优点：高温下有较好的吸附能力。

(3)炭材料：化合物包括活性炭和活性碳纤维。优点：吸附容量大、吸附效率快、吸脱附速度快。

(4)分子筛：化合物：天然或人工合成的含碱金属和碱土金属氧化物的结晶硅铝酸盐。优点：分离效果好、使用寿命长，相同条件下，同为物理吸附的沸石分子筛的吸附量比活性炭高一些。缺点：吸附剂使用量较大，设备体积大，只适用于温度较低的情况。

(5)膜分离：化合物：聚丙烯中空纤维。优点：装置简单，投资低，效率高，具有在高温高压下分离富集CO₂的潜力。缺点：很难得到高纯度的CO₂。

碳捕捉的材料