化学吸收法捕集二氧化碳研究进展

化学吸收法是目前电厂捕集烟气中二氧化碳应用最广泛的方法。本文主要介绍了以醇胺、热钾碱溶液、氨水等为吸收剂的化学吸收法,从目前的研究现状、吸收原理及优缺点进行分析,并探讨了未来二氧化碳捕集研究的方向,化学吸收法捕集CO_2的研究主要集中在对吸收剂的探寻中,同时,离子液体、金属有机骨架、膜分离技术等其他捕集技术的发展大大推进了二氧化碳捕集的进展。     

液-液相变溶剂捕集CO_2烟气技术的研究进展

化学溶剂吸收法是目前最有效的CO_2烟气捕集技术,但过高的再生能耗是限制工业应用的瓶颈。本文综述了常规化学吸收溶剂吸收CO_2的反应机理,并介绍了化学吸收技术的捕集工艺及目前发展现状。重点阐述新型吸收溶剂液-液相变溶剂在CO_2烟气捕集方面的研究进展,并对液-液相变吸收技术发展前景进行了展望。     

燃气-蒸汽联合循环电厂烟气CO_2捕集与干冰联产技术的研究

烟气二氧化碳捕集与利用技术是火电厂碳减排的重要手段。本文对烟气二氧化碳捕集技术进行了介绍,并选用基于混合胺溶液的化学吸收法,设计了一种用于燃气-蒸汽联合循环电厂的烟气二氧化碳捕集与干冰联产技术工艺,可实现烟气中二氧化碳捕集,并用于食品级和工业级干冰的生产。     

化学吸收法与变压吸附法用于水泥厂CO2捕集的对比分析

本文对化学吸收法和物理变压吸附法（PSA）碳捕集技术工程在单位投资、运行成本和能源消耗方面进行了对比分析，结合水泥厂自身系统和可利用资源特点，分析了水泥厂采用化学吸收法碳捕集在成本优化、空间利用和未来发展适应性上的优势。通过分析对比，水泥厂碳捕集工程采用化学吸收法在单位投资成本、运行成本和对吸收剂的适应能力方面，均优于PSA法，建议水泥厂优先采用化学吸收法碳捕集技术。     

氨法捕集CO2工艺研究进展

介绍了CO2捕集回收的工艺方法，简要分析了氨法捕集回收工艺存在的问题，以期利用化工模拟软件优化研究工艺参数，从而降低吸收成本。     

燃煤烟气CO2化学吸收剂研究进展

燃煤烟气CO_2是温室气体的主要成分之一,碳捕集、利用与封存(CCUS)在减少全球温室气体排放方面发挥重要作用,化学溶剂吸收法是目前最成熟的CO_2捕集技术。本文介绍了传统化学溶剂吸收法捕获CO_2的系统工艺及特点,综述了醇胺吸收剂、氨水吸收剂、离子液体吸收剂、氨基酸盐吸收剂、相变类吸收剂的研究进展,并分析比较了各吸收剂的优缺点及热门研究方向。对化学吸收剂研究趋势和技术发展前景进行了展望。     

基于自热再生的化学吸收法CO2捕集工艺模拟及节能分析

基于能量集成,将化学吸收CO_2捕集工艺与烟道气余热回收单元耦合,应用自热再生理论对其优化,挖掘捕集过程高耗能单元的节能潜力,并使用计算机模拟软件Aspen Plus对该过程建模分析。优化后的捕集工艺实现了捕集过程反应热的回收,将塔顶蒸气的冷凝潜热回收作为塔底再沸器的热源,合理利用了烟道气余热和换热后的贫液能量,降低了系统对额外热源的需求。模拟结果表明,优化后的捕集工艺最小能耗为1.46 GJ/(t CO_2),节能约41.36%。综合投资成本和运行费用对工艺进行经济性评价,优化后的捕集成本为326.70 CNY/(t CO_2),较传统化学吸收法降低了12%。     

燃烧后CO_2捕集技术研究

对燃烧前、燃烧后CO2捕集以及富氧燃烧3种CO2捕集技术的特点,以及适用于燃煤电厂的燃烧后CO2捕集技术进行了介绍,分析了吸收分离法、吸附分离法和膜分离法的原理及优缺点。其中,化学吸收法应用最广,但再生能耗大,运行成本高;吸附法虽再生能耗小,但对CO2选择性低,吸附能力有限;膜分离法目前仍处于实验室研究阶段,但应用前景巨大。对上述技术整合形成复合技术以及对新材料进行开发将有助于克服现有CCS技术面临的困难。     

净化厂脱硫烟气的CO_2捕集液化工艺探讨

以CO_2作为驱油剂注入油藏,可以大幅度地提高原油采收率。为了降低投资,提高CO_2的捕集率,本文通过对净化厂的几种CO_2尾气对比,筛选认为脱硫烟气较适宜开展CO_2捕集,通过化学吸收提浓或变压吸附提浓,再增压、干燥、液化的两种工艺对比,结果表明选用化学吸收提浓的工艺方案投资较低,CO_2捕集率较高,运行成本低,且工艺流程成熟可靠。     

化学吸收法捕集二氧化碳的研究进展

近年来,由于化石燃料的大量燃烧,二氧化碳的排放量剧增,进而引起了一系列生态问题。因此,研究更有效的二氧化碳捕集技术及更高效的二氧化碳吸收剂迫在眉睫。众多学者综合考虑燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧3种二氧化碳捕集工艺技术后,发现燃烧后捕集工艺技术最适合工业应用。化学吸收法作为燃烧后捕集二氧化碳的一项高效节能、相对成熟的新兴技术,是目前电厂应用最广和最具潜力的捕集技术之一。首先介绍了碳捕集技术的研究现状,然后着重阐述了目前碳捕集技术中备受关注的4种化学吸收剂,即有机胺溶液吸收剂、离子液体吸收剂、氨水溶液吸收剂和新型相变吸收剂,并分别探讨了这4种吸收剂的捕集原理、研究现状、各自的优缺点及改进方向。     

二氧化碳捕集技术及机理研究进展

随着全球气候变暖,各国对温室气体排放越来越重视,二氧化碳捕集技术的研究备受人们的关注。本文介绍四种二氧化碳捕集方法及其特点,包括溶剂吸收法、吸附法、膜分离法及低温分离法,并分别阐述溶剂吸收法中各种醇胺溶液捕集二氧化碳作用机理,提出了未来CO2捕集研究的重点。     

燃煤电厂烟气二氧化碳胺法捕集工艺改进研究进展

有机胺化学吸收法是当前最具大规模工业化应用前景的燃煤电厂烟气二氧化碳捕集技术,但目前仍存在能耗较高的缺点,而通过工艺改进将是降低碳捕集系统能耗的有效方法之一。本文从吸收端和解吸端分别对十余类工艺改进方法的原理和研究进展进行了阐述,其中吸收端涉及吸收塔内部冷却、富液循环、贫液分配流和旋转塔4类工艺;解吸端则包括解吸塔塔级再热、富液分流、闪蒸再生、闪蒸压缩、多压力解吸、多效解吸塔和直接蒸汽解吸共7类工艺。分析表明,富液分流、闪蒸压缩、多效解吸塔和直接蒸汽解吸工艺展示了较好的改进效果。并进一步介绍了多种工艺联合改进的碳捕集系统综合优化方法,特别对综合优化过程中需要重点关注的各工艺间相互作用以及吸收剂与优化工艺匹配性进行了讨论说明,由此指出联合采用新型胺吸收剂和复合工艺改进是未来开发先进胺法碳捕集系统的重要研究方向。     

有机胺吸收二氧化碳的热力学和动力学研究进展

二氧化碳捕集与封存技术（CCS）是针对大气CO₂含量增高导致的全球气候变暖而提出的全球性解决方案。有机胺吸收法作为经济与技术层面最成熟的技术,是实现二氧化碳捕集的重要工艺过程。从有机胺法吸收二氧化碳的基本反应机理出发,系统评述了应用有机胺法吸收捕集CO₂的热力学与动力学性质的研究进展,介绍了不同类型胺溶剂分子结构与CO₂捕集溶解度和反应速度的关系,并对今后CO₂吸收捕集的热力学和动力学的研究方向提出了展望。     

低能耗化学吸收碳捕集技术展望

低能耗的CO₂捕集技术对“碳减排”有重要意义。化学吸收法是工业常用的CO₂捕集方法,过程能耗高、成本高,限制了大规模的工业应用。近年来,随着新型吸收剂的开发和吸收解吸装置的设计,过程能耗有所降低,在我国已有多套碳捕集示范装置。然而进一步降低捕集能耗,节约捕集成本是实现“碳中和”的不变追求。本文基于溶剂化学吸收CO₂研究,提出以下化学吸收法的研究方向：开发广泛的相变吸收理论,构建吸收体系数据库,建立定量预测模型,以实现吸收体系的分子设计;强化气液传质,设计液相传热部件和气液分离空间,研发高效吸收解吸设备,以提升碳捕集效率;耦合化学吸收和矿化,实现原位CO₂吸收固定,提升过程经济性。通过化学吸收技术的系统研发,以期促进低能耗的碳捕集,助力祖国实现“碳中和”。     

水合物法分离二氧化碳的研究现状

介绍了利用水合物法从火力发电厂排放的烟气和从整体煤气化联合循环发电系统（IGCC）合成气中分离二氧化碳（CO₂）的研究及发展现状,包括水合物形成促进剂和添加剂的选择,水合物分离捕集工艺以及成本核算。TBAB和THF在研究中证明能有效地提高水合物形成速度、降低反应压力、提高CO₂的分离捕集效率。在此基础上,提出了不同的分离捕集工艺,这些工艺都是以水合物法分离为主,结合化学吸附法或者膜分离法而展开。通过与传统的化学吸附法的成本核算做比较,发现水合物法分离捕集每吨CO₂的成本约为USD 26,比化学吸附法要便宜约31%,并且随着水合物法研究的进一步深入,水合物法分离捕集CO₂的成本还可能进一步降低,显示了未来的工业应用中有光明的前景。     

烟气胺法CO2捕集技术进展与未来发展趋势

全球气候变化是目前世界面临的严峻问题之一,CO₂等温室气体的过量排放是导致全球气候变暖的主要原因。碳捕集、利用和封存(CCUS)是现阶段解决全球气候变暖的必要手段,基于有机胺的化学吸收法因捕集效率高、烟气适应性好,成为目前燃煤燃气电厂捕集CO₂的关键技术路径。本文详细介绍了胺法CO₂捕集技术的基本原理及胺法CO₂捕集技术工艺流程,分析了新型吸收剂的开发、节能技术的优化等降低胺法CO₂捕集技术再生能耗和成本的关键手段。结合研究现状以及烟气胺法CO₂捕集需求,对其未来的发展趋势进行展望。     

沥青烟气治理技术的应用与探讨

介绍了焦油加工厂沥青烟气治理应用的吸收法、吸附法、静电捕集法及焚烧法,同时提出了洗油吸收法和焚烧法相结合的沥青烟气治理工艺,该工艺可操作性强,成本较低,净化效果好,可在沥青烟气治理过程中推广实施。     

二氧化碳捕集化学吸收剂的研究进展

为应对二氧化碳过度排放导致全球变暖的环境危机问题，中国提出“碳达峰、碳中和”的战略目标，二氧化碳捕集技术日益成为研究热点。该文主要针对液相化学捕集（溶剂吸收法）技术，重点介绍了醇胺类化合物、碳酸钾、氨水、离子液体和相变材料等二氧化碳捕集化学吸收剂的最新研究进展，详细介绍了各类吸收剂的化学反应机理、性能的优缺点、改进的方向以及面临的挑战，并对化学吸收剂未来发展方向进行了展望。     

碳酸酐酶固定化技术研究与应用进展

目前以有机胺为吸收剂脱除CO2的化学吸收法多存在氨基易分解、再生能耗高等不足。新型的IVCAP工艺采用碳酸钾水溶液吸收CO2,可大幅节能降耗,但吸收速率较有机胺慢。碳酸酐酶是至今发现的最有效的CO2水合酶催化剂,将该酶添加至IVCAP工艺中,可显著提高CO2吸收速率。文中综述了固定化碳酸酐酶在碳捕集与封存技术中的研究和应用进展,并对其选用磁性载体材料强化IVCAP工艺对CO2的捕集应用前景进行了展望。     

膜分离捕集燃煤电厂烟气CO2过程优化设计

全球CO₂的排放量不断升高,导致气候问题频发。“双碳”目标下,如何高效、低成本地捕集燃煤电厂烟气CO₂已经成为迫在眉睫的问题。传统的化学吸收法由于能耗高、成本高、溶剂易挥发等问题严重制约了其发展,而膜法碳捕集因为其操作简单、能耗低、环境污染小等优势被认为是最有前景的捕集方式。本文以PI中空纤维膜为分离膜,建立和求解了气体分离膜模型。并以燃煤电厂烟气CO₂为捕集目标,利用多岛遗传算法求解了膜分离捕集CO₂工艺的不同配置,并优化了分离过程中的关键参数(膜面积、操作压力)。结果显示：在二级膜分离工艺中,二级一段膜分离工艺的第一级膜和第二级膜操作压力分别为5.8 bar和7.1 bar,第一级膜和第二级膜的面积分别为448000 m²和180000 m²时,单位捕集成本为27.36 USD/t CO₂。与二级二段膜分离以及其他几种传统的CO₂捕集方法(MEA法、相变吸收法)相比,二级一段膜分离捕集CO₂的捕集成本和能耗均最小。本研究将为CO₂捕集实现低能耗和低成本化提供依据。