CO捕集技术
碳捕集技术及其在化工工业中的应用
碳捕集技术及其在化工工业中的应用一、引言随着全球经济的不断发展，化工产业的规模和产量也在不断增加，但同时也带来了大量的CO2排放。
碳捕集技术的出现为化工工业的可持续发展提供了新的思路和机遇。
因此，本文将介绍碳捕集技术的基本原理和分类，以及在化工工业中的应用。
二、碳捕集技术的基本原理和分类1. 碳捕集技术的基本原理碳捕集技术是指通过化学或物理方法将CO2从废气中分离出来，并将其储存或利用的技术。
其基本原理是依靠吸附、吸收、膜分离等方式将CO2与其他气体分离开来，然后再进行处理。
2. 碳捕集技术的分类碳捕集技术可以分为以下几类：（1）吸附法：利用吸附剂将CO2与其他气体分离开来，常见的吸附剂有分子筛、活性炭、金属有机框架材料等。
（2）吸收法：将CO2溶解在溶剂中，然后再进行分离，常见的溶剂有醇胺、碱性溶液、离子液体等。
（3）膜分离法：通过多孔膜将CO2与其他气体分离开来，常见的膜有聚酯膜、聚酰胺膜、聚醚膜等。
三、碳捕集技术在化工工业中的应用1. 吸收法（1）醇胺法醇胺法是一种常用的CO2吸收法，其原理是利用醇胺与CO2的反应生成盐类或醇胺二元酰胺的过程，然后通过加热或减压来分离CO2和醇胺。
该技术在化工工业中的应用较为广泛，如石油化工、钢铁、水泥等行业。
例如，石油化工中的裂解炉烟气中含有大量的CO2，采用醇胺法可以将CO2分离出来，然后再进行储存或利用。
（2）碱性溶液法碱性溶液法是利用碳酸盐与碱性溶液反应生成碳酸氢盐的过程，将CO2从废气中分离出来的一种方法。
常用的碱性溶液有氢氧化钠、氢氧化钾等。
该技术在化工工业中的应用较为广泛，如钢铁、水泥、玻璃等行业。
例如，钢铁炼制中的高炉煤气中含有大量的CO2，采用碱性溶液法可以将CO2分离出来，然后再进行储存或利用。
2. 吸附法（1）分子筛吸附法分子筛是一种具有高度有序排列的微孔晶体，可以分离出CO2和其他气体。
该技术在化工工业中的应用较为广泛，如乙烯生产、氨合成等行业。
碳捕捉技术的原理及应用前景
碳捕捉技术的原理及应用前景随着全球能源消耗量的急剧增加，我们面临着严重的气候变化问题。
碳捕捉技术是一项被广泛研究的技术，它可以有效减少二氧化碳的排放，并帮助我们实现能源转型。
本文将介绍碳捕捉技术的原理和应用前景。
一、碳捕捉技术的原理碳捕捉技术是一种通过吸收和分离二氧化碳的方法，减少二氧化碳的排放。
碳捕捉技术分为三种不同的类型：物理吸附、化学吸收和膜分离。
1.物理吸附物理吸附是通过多孔材料，如活性炭和沸石等，在温度和压力条件下将二氧化碳吸附到多孔材料中。
这种方法需要高温和压力，使得二氧化碳分离出来成本较高。
2.化学吸收化学吸收是将气体通过溶液中，使其与溶液中的化学物质发生反应，吸收气体中的二氧化碳。
这种方法需要特殊的溶剂，如胺和亚胺等化学物质。
化学吸收方法可以通过改变反应条件来控制二氧化碳的吸收量。
3.膜分离膜分离是将气体通过一堆多孔膜过滤，使只有二氧化碳通过膜而其他气体被阻挡。
这种方法需求较少的能量，适用于处理一些较小量的二氧化碳。
二、碳捕捉技术的应用前景碳捕捉技术可以降低二氧化碳排放和气候变化。
它可以在电力和工业生产中应用，被视为一项非常重要的技术，因为电力和工业生产是二氧化碳排放的主要来源。
1.电力行业在电力行业中，发电厂是最大的二氧化碳排放者。
碳捕捉技术可以在燃烧燃料之前、之中，以及之后捕捉二氧化碳。
这些方法可以降低二氧化碳的排放量，从而减少环境和健康危害。
2.工业生产工业生产是另一个二氧化碳排放较大的领域。
其中包括钢铁、水泥和化学工业。
这些工业领域需要使用高温和高压技术处理物质，产生大量的二氧化碳。
碳捕捉技术可以在这些生产过程中捕捉二氧化碳，减少环境影响。
3.能源转型碳捕捉技术也是能源转型的重要部分。
随着我们迈向更加环保和可持续的未来，我们需要发展更多的清洁能源。
这意味着需要从燃烧煤炭、天然气和石油中减少二氧化碳排放。
碳捕捉技术可以在更多的清洁能源生产中应用，以减少二氧化碳的排放。
总的来说，碳捕捉技术是减少二氧化碳排放和促进能源转型的重要技术。
CO_(2)捕集技术的研究现状
第50卷第4期2021年4月应用化工Applied Chemical IndustryVol.50No.4Apr.2021 CO2捕集技术的研究现状张艺峰王茹洁2,邱明英1,崔岩王建华朱繁任乐1,张传波史光I(1.中冶京诚工程技术有限公司，北京100176；2.华北电力大学环境科学与工程学院，河北保定071003)摘要:针对目前主要的CO?捕集技术进行了综述，总结了各种技术的优缺点，并阐述了各种方法目前存在的问题，指出了可能的改进方法，并提出未来CO?捕集技术研究的重点以及方向。
关键词:二氧化碳;碳捕集技术;化学吸收中图分类号:TQ031；TQ038；X511；X701文献标识码:A文章编号：1671-3206(2021)04-1082-05CO2Capture technology research statusZHANG Yi-feng,WANG Ru-jie2,QIU Ming-ying, CUI Yan,WANG Jian-hua,ZHU Fan1,REN Le1,ZHANG Chuan-bo1,SHI Guang'(1.MCC Capital Engineering&Research Incorporation Limited,Beijing100176,China；2.School of Environmental Science and Engineering,North China Electric Power University,Baoding071003,China)Abstract:This article reviews the current main C02capture technologies,summarizes the advantages and disadvantages of various technologies,elaborates the current problems of various methods,points out possible improvement methods,and puts forward the focus of future C02capture technology research and direction.Key words:carbon dioxide；carbon capture technology；chemical absorption近年来,C02的排放引发了温室效应等一系列环境问题，使得C02捕集成为当今世界备受关注的问题3]O根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的预测，到2100年，全球气温估计将上升大约1.4 ~5.8咒⑶，大大超过生态环境的负荷引发严重的全球气候问题⑷。
二氧化碳捕集技术研究进展及其在驱油中的应用
二氧化碳捕集技术研究进展及其在驱油中的应用
蔡勇;朱瑞松;魏弢;王皓;高飞;刘陶然;孙启虎;胡雪生
【期刊名称】《低碳化学与化工》
【年(卷),期】2024(49)1
【摘要】控制二氧化碳(CO_(2))排放对保护环境至关重要。
综述了目前主流的CO_(2)捕集技术,包括吸收法和吸附法。
介绍了膜分离、离子液体和超重力等化工过程强化技术分别结合吸收法和吸附法在CO_(2)捕集中的研究进展。
CO_(2)驱油(CO_(2)-EOR)是CO_(2)捕集后重要的封存及利用方式,介绍了化学吸收法CO_(2)捕集应用于CO_(2)-EOR项目的典型案例。
指出需要进一步降低目前CO_(2)捕集技术的能耗和成本、提高CO_(2)-EOR注入气源的质量和纯度,并对未来CO_(2)捕集、利用和封存技术的发展进行了展望。
【总页数】9页(P85-93)
【作者】蔡勇;朱瑞松;魏弢;王皓;高飞;刘陶然;孙启虎;胡雪生
【作者单位】中国石油集团石油化工研究院有限公司;中国石油大庆石油化工有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028;X701
【相关文献】
1.锅炉烟气二氧化碳捕集技术在油田驱油中的应用
2.二氧化碳捕集、驱油与埋存产业化进展及前景展望
3.吉林油田二氧化碳捕集、驱油与埋存技术及工程实践
4.中
国石油二氧化碳捕集、驱油与埋存技术进展及展望5.二氧化碳捕集、驱油与封存项目碳减排量核算方法
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富氧燃烧碳捕集关键技术
富氧燃烧碳捕集关键技术富氧燃烧碳捕集（Oxy-fuel Combustion Carbon Capture，OFCCC）是一种用于减少二氧化碳（CO2）排放的技术，它结合了富氧燃烧和碳捕集两种关键技术。
以下是这两个关键技术的简要说明：1. 富氧燃烧技术：富氧燃烧是一种改进的燃烧技术，其中使用富含氧气的气氛代替空气作为燃烧过程的氧源。
在传统的空气燃烧中，氮占空气的大部分体积，导致产生大量氮氧化物和CO2，使二氧化碳捕集变得更为困难。
而在富氧燃烧中，氮的含量显著降低，几乎所有气体都是氧和燃料的混合物，使得产生的烟气主要包含水蒸气和二氧化碳。
2. 碳捕集技术：碳捕集是指从工业排放源中捕获和提取二氧化碳，防止其进入大气并造成温室效应。
常见的碳捕集技术包括物理吸附、化学吸附、膜分离等。
在富氧燃烧碳捕集中，常用的方法是通过后燃烧过程中的气体分离和净化，将CO2从其他气体中分离出来。
这通常涉及使用各种吸附剂或溶剂，以吸附或吸收CO2。
富氧燃烧碳捕集关键技术的挑战和发展：能源效率： 富氧燃烧可能会降低能源系统的效率，因为提供纯氧通常需要额外的能量。
因此，技术的发展需要克服这一挑战，以确保能源系统的整体效益。
设备成本： 富氧燃烧和碳捕集设备的建设和维护成本相对较高。
技术的成熟和规模化可以帮助降低这些成本，使其更具吸引力。
二氧化碳的后处理： 将捕集到的二氧化碳进行储存或利用是一个重要的问题。
开发高效、安全和经济的二氧化碳后处理技术是富氧燃烧碳捕集的另一个关键方面。
系统集成： 将富氧燃烧和碳捕集集成到现有能源系统中是一个复杂的工程问题。
需要综合考虑系统的各个方面，确保其在实际工业应用中的可行性和有效性。
富氧燃烧碳捕集技术在减缓气候变化和实现清洁能源转型方面具有潜在的重要性，然而，要实现其广泛应用，仍需不断的技术创新和工程实践。
燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择
燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择一、本文概述随着全球气候变化问题日益严峻，减少温室气体排放成为国际社会关注的焦点。
作为全球最大的碳排放源之一，燃煤电厂的碳排放控制和减排显得尤为重要。
近年来，燃煤电厂碳捕集、利用与封存（CCUS）技术作为一种有效降低碳排放的手段，受到了广泛关注。
本文旨在探讨燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术的不同路线，分析其技术特点、经济性、环境影响等方面，以期为我国燃煤电厂碳减排提供科学合理的决策依据。
本文首先介绍了燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术的基本原理和关键技术环节，包括碳捕集技术、碳运输技术、碳利用技术和碳封存技术。
本文详细分析了各种碳捕集技术路线的优缺点，如化学吸收法、物理吸收法、膜分离法等，并对比了各种技术的适用范围、成熟度和经济性。
本文还探讨了碳捕集后二氧化碳的利用途径，如 Enhanced Oil Recovery（EOR）、化工合成、生物固定等，并分析了各种利用途径的经济性和环境影响。
在分析碳捕集、利用技术的基础上，本文进一步探讨了碳封存技术路线的选择，包括地质封存、海洋封存和矿物碳化封存等。
本文分析了各种封存技术的可行性、安全性和环境影响，并探讨了碳封存项目的风险管理。
本文结合我国燃煤电厂的实际情况，提出了适合我国国情的燃煤电厂碳捕集、利用与封存技术路线选择建议，以期为我国燃煤电厂碳减排提供参考。
本文的研究成果对于推动我国燃煤电厂低碳发展、实现能源结构优化具有重要意义。
二、燃煤电厂碳排放现状及影响燃煤电厂作为能源供应的主要来源之一，在全球范围内发挥着重要作用。
其产生的二氧化碳（CO2）排放也是全球温室气体排放的主要来源。
据统计，全球约40的CO2排放来自燃煤电厂。
在我国，煤炭作为主要能源，燃煤电厂的碳排放量占据了全国碳排放总量的近一半。
这一现状不仅加剧了全球气候变化的危机，也对环境、经济和社会造成了深远影响。
燃煤电厂排放的CO2是造成全球气候变暖的主要原因之一。
海上二氧化碳高效碳捕集技术
海上二氧化碳高效碳捕集技术海上二氧化碳高效碳捕集技术是指利用海洋作为碳捕集地点，采用高效的技术将大气中的二氧化碳吸收并储存起来的环保技术。
随着全球温室气体排放量的不断增加，海上二氧化碳高效碳捕集技术成为人们关注的焦点之一。
本文将从该技术的原理、优势以及应用前景等方面进行介绍。
一、原理海上二氧化碳高效碳捕集技术主要依靠人工建造的碳捕集设施，将海水中的二氧化碳吸收并转化为固态的碳酸盐，然后将其储存于海底。
这一过程大致可以分为三个步骤：吸收、转化和储存。
通过设计合理的设备，将含有二氧化碳的气体与海水接触，利用化学反应将二氧化碳吸收至海水中。
随后，通过调节反应条件，使二氧化碳与海水中的离子发生反应，转化为碳酸盐。
最后，将转化后的碳酸盐储存于海底，利用海洋的巨大容量来储存这些二氧化碳。
二、优势海上二氧化碳高效碳捕集技术相较于传统的陆地碳捕集技术具有以下几个优势：1.海洋的巨大容量：地球表面的70%被海洋覆盖，海洋拥有巨大的容量来储存二氧化碳，远远超过陆地。
因此，海上碳捕集技术可以大规模地吸收和储存二氧化碳，为减少大气中的温室气体提供了更大的空间。
2.碳酸盐的稳定性：海洋中的碳酸盐具有较高的稳定性，不易释放出二氧化碳。
相比之下，陆地上的碳酸盐储存容易受到地震、地下水流等因素的影响，导致二氧化碳重新释放到大气中。
海上碳捕集技术可以有效地避免这一问题，确保储存的稳定性。
3.生态环境的保护：海洋生态系统对于人类的生存和发展至关重要。
海上碳捕集技术可以避免在陆地上占用大量的土地资源，减少对生态环境的破坏。
同时，在碳捕集过程中，也可以利用海洋生态系统中的生物来帮助吸收二氧化碳，促进生态平衡的保持。
三、应用前景海上二氧化碳高效碳捕集技术在应对气候变化和减少温室气体排放方面具有巨大的潜力。
通过吸收和储存大量的二氧化碳，可以有效地减少大气中的温室气体浓度，降低全球气温上升的速度。
海上碳捕集技术还可以与其他能源技术相结合，实现碳中和的目标。
碳捕集的方法
碳捕集的方法
碳捕集是指通过捕获、分离和储存二氧化碳等方式来减少二氧化碳排放的一种技术。
以下是一些常见的碳捕集方法:
1. 生物碳捕集:通过利用微生物的代谢能力来吸收和储存二氧
化碳,例如利用生物质发酵生成碳储存材料。
2. 光催化碳捕集:通过光催化剂的作用,将二氧化碳转化为可储存的碳,例如使用光催化剂在光合作用过程中吸收二氧化碳。
3. 空气过滤碳捕集:通过过滤技术捕集空气中的二氧化碳,例如使用活性炭吸附二氧化碳。
4. 水分解碳捕集:通过水分解,将二氧化碳转化为碳和水,例如
使用水分解技术生成碳储存材料。
5. 化学碳捕集:通过化学反应将二氧化碳转化为可储存的碳,例如使用碳捕集剂和催化剂将二氧化碳转化为碳。
这些方法各有优缺点,选择合适的碳捕集方法需要考虑多个因素,例如成本、能源效率、环保性等。
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• 电厂烟气特征：烟气分压低、流量大、处理前后压降要 求高。 • 目前电厂常用吸收剂：一乙醇胺（MEA） 缺点：再生能耗大、易与杂质气体反应、高温腐蚀、黏 度偏大、价格偏高。 新吸收剂研究方向： 1.氨水: 效率优于MEA，价格优势；易挥发，再生分离困 难，易二次污染。 2.离子液体：新型熔融盐，高CO2吸收负荷，再生简单； 黏度高，易分解产生毒性。 3.混合胺：一二级醇胺CO2反应效率高，三级醇胺CO2吸 收负荷高。
2.3.2 吸收剂种类、浓度选择
（1）吸收剂选择：被处理气体的压力、温度、组成、净化要求、吸 收剂物性、 价格；工艺要求：高CO2反应速率、高CO2负荷，易再生、价廉、无毒无腐 蚀等等。 （2）吸收剂浓度：根据腐蚀性和操作经验，一般20%-30%。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 2.3.3 物料平衡计算 （1）气液平衡关系； （2）操作线方程以及最小液气比 （3）解吸过程的最小液气比
吸附过程中：吸附与解吸同时进行，两者速度相等时， 达到吸附平衡。 两相充分接触，吸附质在两相中达到平衡-静态热力 学平衡。
流动体系中，两相相对运动，吸附质在两相中达到平
衡-动态热力学平衡。
2.2.3高效低能耗富液再生技术 • 传统化学吸收法再生工艺：能耗高 • • • • • 美国Praxair：抗氧化吸收工艺 美国DOE/NETL：CO2压缩热回收利用工艺 Jassim：变压再生、再生气体分级压缩 Teramoto：毛细管式超滤膜 Bhaumik：减压工艺。
2.2.4典型化学吸收技术
CO2捕集与封存技术
CO2捕集：燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧捕集
CO2封存： 转化为无机碳酸盐、工业应用、注入海洋深处、 注 入地下岩层
吸收分离法 吸附分离法 膜法 低温蒸馏法 化学链燃烧法 富氧燃烧法
燃烧后捕集
第二章 CO2吸收分离技术
吸收分离法：国际上采用的主要方法之一
CO2吸收分离法特点： 设备投入成本低、 分离效果好、 运行稳定、 技术相对成熟
加热或其它方式解吸再生，循环使用。
3.1吸附分离原理
合成氨、制氢、天然气净化过程含有吸附脱除CO2工艺 PSA-变压吸附 吸附工艺 TSA-变温吸附 PSTA-变压变温吸附
电厂烟气特点：气体流量大，CO2分压低，出口温度高， 含大量杂质气体。
新技术、新工艺应用与烟气脱除CO2
3.1.1吸附机理
吸附过程：固体、液体表面吸引其他物质的分子、原 子或离子富集在其表面的过程。（吸附剂、吸附质）
2.2.1吸收剂优化选择 • 1.溶剂吸收容量（溶解度、与温度压力关系） • 2.溶剂选择性 • 3.饱和蒸汽压力（不应太大，以免溶剂损耗，溶 剂沸点要高） • 4.沸点（高于150℃） • 5.凝固点（较低） • 6.密度（影响较低，选用密度较低的吸收剂） • 7.黏度（影响传质传热，选用黏度小的吸收剂） • 8.热化学稳定性 腐蚀性、环境影响、毒性等等。
2.2.2反应设备传质强化技术
• 传统化学吸收法反应设备：填料塔。
优点：技术成熟，强有力的市场应用。 缺点：混合、传质速率低，塔设备尺寸巨大，气液 直接接触导致吸收剂夹带、沟流、鼓泡等。
降低尺寸和投资的关键： 1.反应设备传质强化（填料革新、应用新吸收设备） 2.解决气液接触操作问题 新设备：中空纤维膜反应器、超重力旋转反应器
特点：低温吸收CO2，富液高温释放，吸收剂再生。
• 工艺配置：不循环工艺、循环工艺。（吸 收剂是否循环） 不循环：工艺配置简单，净化能量消耗小， 吸收剂消耗费用增加，废液吸收剂处理困 难。 循环：吸收剂消耗少，能耗高，工艺配置复 杂。（采用较多）
典型CO2化学吸收分离五大系统： 吸收装置、解吸装置、能量交换装置、系统 动力装置、系统辅助装置。
原理：气体与吸收剂活性组分反应，升温分 解释放起始组分。 气体溶解度影响因素： 物理溶解度、化学反应平衡常数、化学反应当量比 吸收剂再生：升温，不是降压。
2.2 CO2化学吸收分离关键技术
化学吸收法：气液反应脱除气相中易溶于吸收液的 方法。 实质：碱性吸收剂与混合气中CO2发生化学反应， 形成不稳定的盐，一定条件逆向分解释放CO2再 生，从而达到目的。
3.醇胺法
分子含羟基（可使蒸汽压降低增加水溶性）、胺基（使水 溶液显碱性）与CO2反应机理相当复杂。吸收能力决定于 其碱性强弱。
2.3 CO2化学吸收分离工艺设计
2.3.1 收集基础资料，明确设计目标
（1）基础资料收集：空间、位置、温度、压力； （2）明确任务：气体处理量、分离要求、操作温度、操作压力、物料腐蚀等。
• 2.3.4 填料吸收塔和解析塔设计 （1）填料选择。 （2）塔径计算 （3）塔高计算
第三章
CO2吸附分离技术
目 录
1
吸附分离原理
2
吸附分离CO2技术
3
吸附工艺
3.1吸附分离原理
吸附分离：基于气体、液体与吸附剂活性点之间的分
子间引力来实现。
吸附过程中，流动的气体或液体中的一个或多个组分
被吸附剂固体表面吸附，实现组分分离。（通常固定床）
已经在化工、食品行业得到广泛应用
第二章 CO2吸收分离技术
2.1 CO2吸收分离原理
CO2吸收分离法： CO2在溶液中的溶解度与混合气中 其他组分的溶解度不同。
物理吸收法 CO2吸收分离法 化学吸收法 物理-化学吸收法
不循环
（吸收剂不再生）
循环
（吸收剂循环使用）
2.1.1 CO2物理吸收分离原理
1.碳酸钾法 CO2+K2CO3+2H2O=2KHCO3
适用于合成氨工艺气、天然气和粗氢气回收CO2 活化热碳酸钾法：提高吸收温度、压力，同一温度下降压解吸 反应速率提高，需加入活性剂提高吸收、解吸速率并减轻腐蚀。
2.Solfinol法
物理-化学法，低压：有机胺与CO2反应，高压：CO2物理溶解。缺点： 溶剂易降解，价格高
特征：CO2、液体溶剂不发生化学反应。 常用吸收剂： 水、有机溶剂（不反应的非电解质）、有机溶剂水溶液。 特点：1、适用CO2分压高、净化要求不高的情况。 2、再生不需加热，降压、气提。 3、工艺简单，操作压力高，CO2回收率低。 4、气体一般需预处理（烟气脱硫脱硝）。
2.1.2 CO2化学吸收分离原理