CO2捕捉及封存技术研究进展

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CO2捕集与地质封存技术的研究进展

CO2捕集与地质封存技术的研究进展二氧化碳是人类活动排放最为严重的一种温室气体之一，其大量排放将导致全球气候变化。

为了减轻二氧化碳排放对气候影响，人们在研究和应用CO2捕集与地质封存技术。

本文将就该技术的研究进展进行讨论。

一. CO2的捕集技术二氧化碳的捕集技术主要有以下几种:1. 吸收剂法该方法通过化学吸收剂将二氧化碳从燃料中分离出来，进而进行二次处理后回收。

常见的化学吸收剂有氨水、甲醇和甲酸等。

这些化学吸收剂能够强烈与二氧化碳相互作用，从而将二氧化碳含量提高至20%至30%。

然后，利用加热等方法将其分离出来。

2. 膜分离法该技术使用多孔材料或薄膜将气体分离。

与吸收剂法不同，这种方法不需要化学反应，而是利用分子大小和形状差异来分离二氧化碳。

这种方法的优点是操作简单，能够减少能源需求和二氧化碳排放，但需用高效的膜分离材料。

3. 生物处理法该方法通过利用植物和微生物将二氧化碳从大气中吸收并固定，以促进生长和光合作用。

生物处理法具有环保、可持续和低成本等优点，而且使光合作用生命周期跨越了几个世纪，能够为我们储存大量的二氧化碳。

二. CO2的地质封存技术地质封存技术使用包括地下盆地、含油气层和煤层等在内的地下储层，通过向其中注入二氧化碳来固定排放的二氧化碳。

地下封存通常分为三种类型：1. 构造封存该方法利用大地构造特征来封存二氧化碳。

将二氧化碳注入具有天然隔离作用的地下盆地或断层带等地区。

2. 含气层固定该方法通过将二氧化碳注入勘探和开采过程中废弃的含油气层中，实现二氧化碳的固定。

3. 煤层固定将二氧化碳注入煤层中，能够不仅实现二氧化碳的固定，还能够使煤层中的气体被替换成二氧化碳，对煤层气的勘探和开采具有积极意义。

三. CO2捕集与地质封存技术的发展现状近年来，CO2捕集与地质封存技术在全球得到广泛关注。

国内外关于二氧化碳捕集技术的研究和开发正在逐渐深入。

其中一些技术模型在实验室中表现出良好的效果，并得到了大规模工业化应用。

二氧化碳捕捉与利用技术的发展和展望

二氧化碳捕捉与利用技术的发展和展望随着全球气候变化的加剧和气候变暖的威胁日益严重，人们对于减少温室气体的排放以及减缓全球变暖的需求也越来越迫切。

而二氧化碳（CO2）作为主要的温室气体之一，其大量排放对气候变化的影响不可忽视。

因此，二氧化碳捕捉与利用技术作为一种关键的解决方案，得到了越来越多的关注和研究。

二氧化碳捕捉技术是指将二氧化碳从燃烧排放物或工业废气中分离出来，以防止其进入大气中并造成温室效应。

常用的二氧化碳捕捉技术包括吸收、吸附、膜分离和化学吸收等。

其中，吸收是最常用的方法之一，通过在废气中混入具有高亲和力的溶剂，使二氧化碳与溶剂发生物理或化学反应，将二氧化碳从气体中分离出来。

吸附则是利用特定的吸附材料，通过吸附和脱附的循环作用来分离二氧化碳。

膜分离则是利用特殊的薄膜材料，将二氧化碳从废气中分离出来。

目前，二氧化碳捕捉技术在工业应用中取得了显著的进展。

例如，煤炭发电厂、石油精炼厂和钢铁厂等大型工业设施已经开始采用二氧化碳捕捉技术，以减少其温室气体排放。

此外，一些创新的二氧化碳捕捉技术也在不断涌现，如碱性离子液体吸收 technology、氨溶液吸收技术以及金属有机配位化合物吸附技术等。

同时，二氧化碳的利用也是解决气候变化问题的重要方向之一。

通过二氧化碳的利用，可以将其转化为高附加值的化学品和燃料，实现二氧化碳的资源化利用。

目前，常见的二氧化碳利用途径包括碳捕捉储存（CCS）、碳中和、化学品制造、燃料生产和生物质转化等。

碳捕捉储存技术是将二氧化碳永久地封存于地下储层中，以减少其对大气的释放。

碳中和是指通过植树造林、湿地保护和农业碳汇等手段，将二氧化碳从大气中吸收并进行固定。

此外，通过利用二氧化碳生产化学品和燃料，可以减少对化石燃料的依赖，缓解能源安全和气候变化的双重压力。

尽管二氧化碳捕捉与利用技术在应对气候变化方面具有巨大潜力，但其在商业化规模上的应用仍面临一些挑战。

首先，二氧化碳捕捉技术的成本相对较高，特别是传统吸收技术的运行费用较高，导致其难以在商业层面上实现可行性。

二氧化碳捕集、利用与封存研究进展

第４７卷第３期２０１８年３月
应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｖｏｌ．４７Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１８
二氧化碳捕集、利用与封存研究进展
陈兵１，肖红亮１，李景明１，王香增２
（１．西安石油大学机械工程学院，陕西西安７１００６５；２．陕西延长石油（集团）有限责任公司ｃｈｏｎｃａｒｂｏｎｃａｐｔｕｒｅ，ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｔｏｒａｇｅ
ＣＨＥＮＢｉｎｇ１，ＸＩＡＯＨｏｎｇｌｉａｎｇ１，ＬＩＪｉｎｇｍｉｎｇ１，ＷＡＮＧＸｉａｎｇｚｅｎｇ２
（１．ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａａｎｘｉＹａｎｃｈａｎｇＰｅｔｒｏｌｅｕｍ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ７１００７５，Ｃｈｉｎａ）
通过添加化学试剂的方法从电厂排出烟气中分
收稿日期：２０１７０８０７修改稿日期：２０１７０８２８基金项目：陕西省自然科学基础研究计划资助项目（２０１６ＪＭ５０４６）；陕西省教育厅科研计划项目资助（１４ＪＫ１５８２）；延长油
田科技攻关项目（ｙｃｓｙ２０１５ｋｙＢ０２）作者简介：陈兵（１９６９－），女，四川宜宾人，西安石油大学教授，研究生导师，主要从事油气田地面输送技术和腐蚀与防护
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＯ２ｃａｐｔｕｒｅ，ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｓｔｏｒａｇｅ（ＣＣＵＳ）ｉｓｔｈｅｍｏｓｔｐｒａｃｔｉｃａｌａｎｄｐｏｓｓｉｂｌｅｗａｙｓｔｏｒｅｄｕｃｅｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｒｏｕｇｈｗｉｄｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆＣＣＵＳ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃａｒｂｏｎｃａｐｔｕｒｅｍｏｄｅｏｆｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ，Ｒｅｃｔｉｓｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣＯ２ｐｉｐｅｌｉｎｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＣＯ２ＥＯＲ，ＣＯ２ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｏｒａｇｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔＣＣＵＳｐｒｏｊｅｃｔｉｎＣｈｉｎａ．Ｉｎｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｆｅｗｙｅａｒｓ，ＣＣＵＳｗｉｌｌｂｅｒａｐｉｄｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂｅｃａｕｓｅＣｈｉｎａｉｓａｂｉｇｃｏｕｎｔｒｙｗｉｔｈｃａｒｂｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＯ２；ＣＣＵＳ；ｒｅｃｔｉｓｏｌ；ｐｉｐｅｌｉｎｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ；ＣＯ２ＥＯＲ；ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｏｒａｇｅ

二氧化碳捕集与利用的新型材料研究进展

二氧化碳捕集与利用的新型材料研究进展近年来，随着人类对环境问题的日益重视，二氧化碳的排放问题已经被广泛关注。

二氧化碳是一种温室气体，它的排放直接导致了全球变暖和气候变化。

因此，减少二氧化碳的排放，寻找二氧化碳捕集和利用的新方法成为了科学家们研究的重点之一。

在这方面，新型材料技术得到了广泛的关注和应用，如氧化物、金属有机框架材料（MOFs）、离子液体、和聚合物等。

本文将重点介绍二氧化碳捕集和利用方面的新型材料研究进展，包括MOFs、离子液体和氧化物等。

MOFs是一种新型多孔材料，其孔隙大小、孔隙形状和反应性都可以调控，因此它们在吸附分离、气体储存和催化反应等方面具有广泛的应用。

对二氧化碳来说，MOFs可以通过静电相互作用和化学键作用捕捉二氧化碳，并通过进一步的化学反应来转化和利用。

这种方法在研究中已经被证实对于CO2的捕集和转化非常有效。

例如，一种名为“MIL-101-Cr”的MOFs通过分子轮廓‘扩张’过程，其孔隙可以实现CO2的高效吸附，其吸附能力超过其他常规的吸附材料。

利用这种方法，不仅可以减少二氧化碳的排放，同时还有可能将其转化为有价值的化学品。

离子液体是一种无机离子或有机阳离子与无机阴离子或有机阴离子组成的液体，它们具有良好的化学稳定性、高的选择性和易于储存和输送等优点。

近年来，研究人员发现，一些具有特殊结构的离子液体可以有效地捕集和储存二氧化碳，并将其转化为有用的化学品。

例如，一种名为“[BMI]-[BF4]” 的离子液体可以在CO2气氛下与氢气反应，生成一种叫做“化学品P”的化合物。

这种化合物可以用于一些高性能材料的合成，如聚合物和有机电子材料。

氧化物是一种喜氧化材料，具有良好的化学稳定性和高的催化活性。

因此，氧化物已经被广泛应用在环境保护方面。

对于二氧化碳来说，一些具有特殊结构的氧化物也可以有效地捕集和转化CO2。

例如，一种名为“纳米钙钛矿TiO2” 的氧化物可以在特定的条件下，将CO2转化为甲酸，并产生大量的能量。

碳捕集与封存技术的现状与挑战

碳捕集与封存技术的现状与挑战在全球气候变化的大背景下，减少温室气体排放已成为当务之急。

碳捕集与封存（Carbon Capture and Storage，简称 CCS）技术作为一种重要的减排手段，近年来受到了广泛的关注。

本文将探讨碳捕集与封存技术的现状，并分析其面临的挑战。

一、碳捕集与封存技术的原理碳捕集与封存技术主要包括三个环节：碳捕集、碳运输和碳封存。

碳捕集是指将二氧化碳从工业排放源（如发电厂、钢铁厂、水泥厂等）中分离出来的过程。

目前主要的碳捕集技术有燃烧后捕集、燃烧前捕集和富氧燃烧捕集。

燃烧后捕集是在燃烧过程完成后，从烟道气中捕集二氧化碳；燃烧前捕集则是在燃料燃烧前将其转化为氢气和二氧化碳，然后分离出二氧化碳；富氧燃烧捕集是采用高浓度氧气进行燃烧，从而产生高浓度的二氧化碳，便于捕集。

碳运输是将捕集到的二氧化碳通过管道、船舶或公路槽车等方式输送到封存地点。

碳封存则是将二氧化碳注入地下深处的地质构造中，如枯竭的油气田、深部盐水层等，使其长期与大气隔离。

二、碳捕集与封存技术的现状（一）技术进展经过多年的研究和发展，碳捕集与封存技术在某些方面取得了显著的进步。

燃烧后捕集技术中的化学吸收法不断优化，提高了二氧化碳的捕集效率和降低了成本。

同时，新型的吸附材料和膜分离技术也在研发中，有望进一步提高捕集效果。

在碳运输方面，管道运输技术相对成熟，但对于长距离和大规模的运输，还需要解决一些工程和安全问题。

碳封存的地质评估和监测技术也在不断改进，以确保二氧化碳的安全封存。

（二）示范项目全球范围内已经建立了一些碳捕集与封存的示范项目。

例如，挪威的 Sleipner 项目是世界上第一个大规模的二氧化碳封存项目，自 1996 年以来，已经成功将超过 1000 万吨的二氧化碳封存在北海的海底盐水层中。

美国的 Petra Nova 项目采用燃烧后捕集技术，每年可捕集约 140 万吨二氧化碳，并将其用于提高石油采收率。

中国也在积极推进碳捕集与封存技术的示范项目，如神华集团在鄂尔多斯的 10 万吨/年二氧化碳捕集与封存示范项目。

碳捕集和封存技术的研究与发展

碳捕集和封存技术的研究与发展近年来，随着全球气候变化问题的日益凸显，碳捕集和封存技术成为了备受瞩目的研究领域。

这项技术可以将二氧化碳从大气中去除并将其地下封存，使之不再对地球产生温室效应，从而减缓全球气候变化的速度。

本文将从以下几个方面展开对碳捕集和封存技术的研究和发展情况进行探讨。

1. 什么是碳捕集和封存技术？碳捕集（CO2 Capture）和封存（Storage）技术是指一系列将大气中二氧化碳分离、收集、转运并最终封存于地下、水下或其他安全地点的技术方法。

该技术通过对二氧化碳的转化和压缩，将其封存在深水层地下或地下储层中，既可以减缓温室气体的排放，又可以进行永久性地封存，从而达到保护环境的目的。

2. 碳捕集和封存技术的意义及其应用领域随着全球气候变化问题的逐渐凸显，碳捕集和封存技术逐渐被广泛应用于工业生产、能源开发、建筑、汽车等领域。

主要应用领域包括：化工、石化、钢铁、水泥以及电力等行业；海运、航空、汽车等交通运输领域；建筑、制冷、供暖和制冷行业；农业、林业和其他土地使用行业等领域。

碳捕集和封存技术的应用，不仅可减缓温室气体的排放，而且可实现低碳经济发展，为国家可持续发展和环境保护的目标作出了重要贡献。

3. 目前碳捕集和封存技术的研究进展情况当前，碳捕集和封存技术的研究方向主要包括：提高捕集效率、降低捕集成本、增强封存安全性等方面。

其中，提高捕集效率和降低捕集成本是当前重点关注的问题。

近年来，随着先进材料、新型催化剂、高精度检测技术等科技的不断发展，许多新的碳捕集技术和封存技术不断涌现。

其中，最有前途和应用价值的碳捕集和封存技术包括：化学吸收法、吸附和解吸法、离子液体法、渗透膜法、光催化还原法等。

这些新的技术手段，将对碳捕集和封存技术的研究和发展起到积极意义。

4. 碳捕集和封存技术存在的问题及解决办法目前，碳捕集和封存技术存在以下几个主要问题：（1）成本高昂问题。

当前，碳捕集和封存技术还面临高昂的成本费用，这往往是企业所难以承受的。

碳捕集与封存技术的研究与应用

碳捕集与封存技术的研究与应用随着全球温室气体排放问题的不断加剧，碳捕集与封存技术成为了控制气候变化的重要手段。

本文将从碳捕集与封存技术的定义、研究进展、应用前景等方面进行论述，并探讨该技术在未来的发展方向。

一、碳捕集与封存技术的定义碳捕集与封存技术（Carbon Capture and Storage, CCS）是指将二氧化碳从工业排放源或大气中捕获，并将其永久地封存在地下储存库中的一种技术。

该技术主要包含三个步骤：捕集、运输和封存。

二、碳捕集与封存技术的研究进展随着对气候变化认识的不断深入，碳捕集与封存技术的研究也在不断发展。

目前主要的研究方向包括以下几个方面：1. 捕集技术捕集技术是碳捕集与封存技术中的关键环节，其主要方法包括化学吸收、物理吸附、膜分离和生物吸收等。

化学吸收是目前应用最广泛的捕集技术之一，其利用胺类化合物与二氧化碳发生反应，将其从气体中吸收出来。

物理吸附则是利用多孔材料如活性炭等将CO2吸附在表面上。

膜分离则是通过膜的选择性透过性对CO2进行分离。

生物吸收则借助于微生物的作用将二氧化碳转化为有价值的产品。

2. 运输技术碳捕集后的二氧化碳需要进行运输到封存地点，运输技术主要包括管道输送、船运和气体储存等。

管道输送是目前最常用的运输方式，其具有输送量大、成本低等优势。

船运则适用于远距离的二氧化碳运输，但其成本较高。

气体储存可以将二氧化碳压缩成液态或固态，便于运输和储存。

3. 封存技术封存技术是将捕集到的二氧化碳安全地储存在地下储存库中。

目前常用的封存技术有地下注入和海洋封存。

地下注入是将二氧化碳储存在地下岩层中，例如地下盐水层、油气田等。

海洋封存则是将二氧化碳储存在深海中，但其对海洋生态环境的影响尚需进一步研究。

三、碳捕集与封存技术的应用前景碳捕集与封存技术具有重要的应用前景，可以在一定程度上减少温室气体排放并控制气候变化。

其主要应用领域包括以下几个方面：1. 电力行业电力行业是二氧化碳排放的主要来源之一，采用碳捕集与封存技术可以将排放的二氧化碳捕集并封存，减少对大气的释放。

碳中和背景下二氧化碳封存研究进展与展望

碳中和背景下二氧化碳封存研究进展与展望一、本文概述随着全球气候变化的日益严重，减少大气中二氧化碳（CO₂）的浓度已成为全球关注的热点问题。

在这一背景下，碳中和成为了各国政府和国际组织共同追求的目标。

碳中和是指通过节能减排、能源替代、碳封存等手段，实现人为排放的二氧化碳与通过自然过程或技术手段吸收的二氧化碳达到平衡。

其中，二氧化碳封存技术作为实现碳中和的重要手段之一，近年来受到了广泛关注。

本文旨在综述当前碳中和背景下二氧化碳封存技术的研究进展，分析不同封存技术的优缺点，探讨其在实际应用中的挑战与前景。

文章首先介绍了碳中和与二氧化碳封存的基本概念，然后从封存技术的分类、原理、研究进展等方面进行了详细阐述。

接着，文章重点分析了二氧化碳封存技术在地质封存、海洋封存和生物封存等领域的研究现状，并指出了存在的问题与困难。

文章展望了二氧化碳封存技术的发展趋势，提出了促进二氧化碳封存技术进一步发展的建议。

通过本文的综述，希望能够为相关领域的研究人员和政策制定者提供有益的参考，推动二氧化碳封存技术的创新与应用，为实现全球碳中和目标贡献力量。

二、二氧化碳封存技术研究现状随着全球气候变暖的加剧，减少大气中的二氧化碳浓度已成为迫在眉睫的任务。

二氧化碳封存技术作为实现这一目标的重要手段，近年来得到了广泛的研究和关注。

当前，二氧化碳封存技术主要分为地质封存、海洋封存和生物封存三类。

地质封存是目前技术最成熟、应用最广泛的一种二氧化碳封存方式。

这主要包括将二氧化碳注入地下深部的咸水层、枯竭油气田和不可开采的煤层等。

通过高压注入，二氧化碳可以在地下形成超临界状态，进而被岩石和地层吸附或溶解，实现长期封存。

然而，地质封存也面临着一系列技术挑战，如注入过程中的泄露风险、地下岩石的吸附能力差异以及长期封存的安全性等。

海洋封存则是将二氧化碳转化为液态或固态后，通过海底管道或船只直接排放到深海底部。

海洋作为地球上最大的碳汇之一，具有巨大的封存潜力。

二氧化碳捕集化学吸收剂的研究进展

二氧化碳作为造成温室效应的主要因素，成为全球变暖的罪魁祸首。

如何实现“二氧化碳减排”成为人们日益关注的热点。

“碳减排”的主要途径包括提高能源利用率、开发清洁可再生能源和二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）等。

其中，CCUS是指将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现CO2永久减排的过程。

其作为一种温室气体减排技术，可为中国“双碳”目标的实现提供助力。

开展CCUS最前期的工作便是CO2捕集，是将CO2从工业生产、能源利用或大气中分离出来的过程。

主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集。

燃烧后捕集指的是燃烧排放的烟气通过分离设备产生比较纯净的CO2的过程，因其具有成本低、经济性高、技术成熟、不需要对已有设备进行大规模改装以及适用范围广等优点，成为人们关注的热点，主要的方法包括低温精馏法、膜分离法、吸附法、溶剂吸收法等。

溶剂吸收法分为物理吸收法和化学吸收法。

物理吸收法是利用溶剂对CO2与其他气体组分的溶解度不同的特点实现分离脱除CO2，因其在低浓度条件下没有理想的分离效果且成本偏高，故一般不应用于工业排放的烟气中CO2的捕集。

化学吸收法指的是采用化学溶剂，通过化学反应选择性，自气相中脱除易溶于吸收剂成分的方法。

其实质是碱性化学溶液通过与酸性CO2发生酸碱中和反应，形成不稳定的盐，从而达到对二氧化碳吸收分离的作用，当外部条件如温度或压力发生改变时，反应逆向进行，实现二氧化碳的解吸及吸收剂的循环再生。

化学吸收法对低分压CO2气体吸收效果好、反应稳定，虽然解吸时能耗较大，但这是目前最成熟、最可行的CO2捕集技术。

另外，近年来部分专家学者整合了化学和生物的催化模块，以生物技术创新的方式利用CO2催化合成了甲醇、多糖、淀粉等，对CO2的捕集和综合利用技术的发展提供了新的思路。

本文对化学吸收法捕集二氧化碳中化学吸收剂进行了详细介绍，并对发展前景进行了展望，以期为二氧化碳捕集化学吸收剂的开发及应用提供借鉴。

二氧化碳捕集与封存技术当前状况回望及展望

二氧化碳捕集与封存技术当前状况回望及展望二氧化碳是主要的温室气体之一，对全球气候变化和环境影响具有重要作用。

为了应对二氧化碳排放的问题，二氧化碳捕集与封存技术成为了许多国家的研究和开发的重点。

本文将回顾二氧化碳捕集与封存技术的当前状况，并展望未来的发展趋势。

当前，二氧化碳捕集与封存技术已经取得了一定的进展。

首先，二氧化碳捕集技术主要包括化学吸收法、膜分离法和吸附法等。

化学吸收法是目前应用最广泛的技术之一，通过将二氧化碳与一种吸收剂接触并吸附，然后再通过加热或降压来释放二氧化碳。

膜分离法则是利用特殊的薄膜材料实现二氧化碳的选择性分离，从而实现捕集过程。

此外，吸附法则是通过与固体吸附剂接触来捕集二氧化碳，并通过加热或压缩来释放二氧化碳。

其次，二氧化碳封存技术主要包括储存和利用两个方面。

储存技术主要有地层封存、海洋封存和矿物封存等方法。

地层封存是将捕集到的二氧化碳储存在地下的地质层中，目前已有一些商业化的项目在进行中。

海洋封存则是将二氧化碳封存在海洋中的深海或藻类等生物中。

矿物封存则是将二氧化碳与矿物反应，并将其转化为稳定的矿物形式。

而利用方面则包括将二氧化碳利用于工业生产、化学合成和燃料生产等领域，以实现资源的回收利用。

虽然二氧化碳捕集与封存技术在近年来取得了一定的进展，但仍面临一些挑战。

首先，成本仍然是一个重要的问题。

目前，二氧化碳捕集与封存技术的成本相对较高，限制了其在商业化应用的推广。

其次，安全性也是一个关注的问题。

地层封存和海洋封存等技术都涉及到与环境的长期交互作用，可能会带来环境风险。

此外，二氧化碳的长期储存和封存也需要长期监测和管理，需要建立完善的监测体系和管理机制。

未来，二氧化碳捕集与封存技术仍然有许多发展的空间和机会。

首先，技术的进一步改进和成本的降低将促进其商业化应用。

随着工业互联网和人工智能等新技术的不断发展，二氧化碳捕集与封存技术的效率和成本控制将得到显著提升。

其次，国际合作也将推动该领域的进一步发展。

碳捕集利用与封存技术研究进展

第14卷第6期2023年12月有色金属科学与工程Nonferrous Metals Science and EngineeringVol.14，No.6Dec. 2023碳捕集利用与封存技术研究进展谢斌a ，卢大贵a ，吴彩斌*a ，b（江西理工大学，a. 资源与环境工程学院；b. 江西省矿冶环境污染控制重点实验室，江西赣州 341000）摘要：碳捕集、利用与封存（Carbon Capture ，Utilization and Storage ，CCUS ）作为应对全球气候变化的关键技术，是实现“双碳”目标之利器，受到全球的广泛关注。

本文对CCUS 全流程及其技术进行总结，重点介绍了燃烧前捕集、富氧燃烧捕集和燃烧后捕集3种类型，其中燃烧后捕集在技术上最为成熟；CO 2运输方式主要有管道运输、罐车运输以及船舶运输，其中管道运输是未来发展的重点。

阐述了国内外现阶段CCUS 示范项目发展现状，同时总结了制约目前CCUS 发展的经济、技术及政策等因素。

未来应重点突破的技术壁垒，研发新型高效、低耗碳捕集技术，加快发展多能互补耦合利用模式，以促进CCUS 项目落地发展，保障我国碳排放战略的实施和实现。

关键词：“双碳”目标；碳捕集利用与封存；示范项目；技术壁垒中图分类号：X820 文献标志码：AResearch progress of carbon capture utilization and storage technologyXIE Bin a , LU Dagui a , WU Caibin *a,b（a. School of Resources and Environmental Engineering ；b. Jiangxi Key Laboratory of Mining and Metallaury Environment Pollution Control ， Jiangxi University of Science and Technology ， Ganzhou 341000， Jiangxi ， China ）Abstract: Carbon capture, utilization and storage (CCUS), as a key technology to address global climate change, is a powerful tool to achieve the goal of “dual carbon ” and has received widespread attention worldwide. This paper summarized the whole CCUS process and its technology and focused on three types of capture including pre-combustion capture, oxy-fuel combustion capture, and post-combustion capture. Among them, the last one is the most mature technology. CO 2 transport methods mainly include pipeline transport, tanker transport and ship transport, among which the first one is the focus of future development. The current development status of CCUS demonstration projects at home and abroad was explained, and the economic, technical and policy factors that restrict its development were summarized. In the future, the focus should be on breaking through technical barriers, developing new high-efficiency and low-energy carbon capture technologies, and accelerating the development of multi-energy complementary coupling utilization models to promote the development of CCUS projects, thereby realizing China's carbon emission strategy.Keywords: “dual carbon ” target ； CCUS ； demonstration project ； technical barriers收稿日期：2022-09-25；修回日期：2022-11-30通信作者：吴彩斌（1972—　），博士，教授，主要从事碎磨理论与矿物加工过程控制方面的研究。

二氧化碳捕获和封存技术的研究进展

二氧化碳捕获和封存技术的研究进展随着全球经济和人口的持续增长，二氧化碳（CO2）的排放量不断上升，这些排放量进一步加剧了全球气候变化的趋势。

因此，减少和控制CO2的排放具有重要的环境和经济意义。

作为一项可持续的技术措施，二氧化碳捕获和封存技术正在受到越来越多的关注和研究。

一、二氧化碳捕获技术的种类及原理目前，有许多种二氧化碳捕获技术，包括物理吸收、化学吸收、膜分离、气固反应等。

其中，物理吸收和化学吸收是常见的二氧化碳捕获技术。

1.物理吸收物理吸收采用溶液在一定温度和压力下吸收CO2，吸收剂通常是基于酸酐、氨基甲酸酯和丙烯酰胺的氢氧化钠、乙二醇和甲胺水溶液。

物理吸收的温度和压力范围较窄，并且需要大量的能源，因此技术成本较高。

2.化学吸收化学吸收可以分为碱性和酸性两种类型。

碱性吸收是指采用碱性吸收剂捕获CO2，常用的碱性吸收剂是氨和氢氧化钠。

酸性吸收是指采用酸性吸收剂捕获CO2，常用的酸性吸收剂是甲酸、丙烯酰胺和酰胺等。

化学吸收的技术成本低，但吸收剂的再生过程需要大量的能源。

二、二氧化碳封存技术的种类及原理二氧化碳封存技术主要包括岩石封存、埋地封存、水下封存和植物封存。

1.岩石封存岩石封存通常是指将CO2封存在地下储层中。

选择适合的地层储层非常重要，需要考虑地质构造、地层厚度、渗透性、孔隙度和稳定性等因素。

岩石封存需要进行大规模的资金投入和时间成本，但能够实现长期二氧化碳的安全封存。

2.埋地封存埋地封存通常是指将CO2封存在埋地贮藏场中，垃圾填埋场是最常见的埋地封存方式。

埋地封存需要严格的环境保护措施，尽可能避免二氧化碳泄露和对周边环境造成污染。

3.水下封存水下封存通常是指将CO2封存在深海底部，需要大规模的工程投入和技术难度较高的海底施工。

在封存过程中需要严格掌控二氧化碳的扩散，以保证封存的安全性。

4.植物封存植物封存是指使用植物来吸收CO2并将其封存在地下或周围的土地中，可以通过种植树木或草地来实现。

二氧化碳捕集技术研发与应用进展分析

二氧化碳捕集技术研发与应用进展分析二氧化碳捕集是碳捕集利用和封存（CCUS）领域最关键的技术之一，也是整个流程中成本和能耗最高的环节，是CCUS项目经济性的主要制约因素。

根据CO2捕集系统与能源系统集成方式不同主要分为燃烧前捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧、化学链燃烧和直接空气捕集等。

另一方面，根据CO2捕集过程中所使用的具体技术手段及分离原理差异主要分为吸收法、吸附法、膜分离以及低温分馏等。

各类碳捕集技术的研发和示范受到广泛关注。

8月份以来，美国能源部已宣布投资12.13亿美元用于从工业、发电厂以及空气和海洋中的捕集二氧化碳及其转化利用的项目资助[1],[2]，资助主题包括直接空气碳捕集设施示范、基于电化学方法的海洋碳去除、金属-聚合物杂化吸附剂、新型吸附剂、可再生的CO2捕获溶剂以及CO2转化利用技术。

本文梳理分析近期全球二氧化碳捕集技术研发与商业化应用进展，以供决策参考。

一、低成本和低能耗二、三代碳捕集技术是近中期研究重点二氧化碳捕集是整个CCUS产业链的最大成本和能耗来源[3]，约占CCUS成本的近75%[4]。

根据国际能源署（IEA）数据，目前从水泥、发电等低浓度气体流中捕集CO2的成本在40~120美元/吨CO2之间[5]。

美国能源部指出，从工业源中捕集CO2成本需要降至30美元/吨左右，CCUS才具有商业可行性[6]。

因此降低碳捕集技术的成本是近中期研发的目标。

目前碳捕集技术正从基于单一胺的传统燃烧后化学吸收技术、燃烧前物理吸收技术等第一代碳捕集技术向基于胺基两相吸收剂等新型吸收剂、金属有机框架吸附技术、增压富氧燃烧等第二代碳捕集技术过渡，电化学、化学链燃烧等第三代技术也开始崭露头角[7]。

2022年底以来，多项低成本碳捕集技术研发取得进展。

2023年1月，美国太平洋西北国家实验室开发了新碳捕集剂CO2BOL，与商业技术相比，该溶剂可将捕集成本降低19%（每吨低至38美元），能耗降低17%，捕集率高达97%[8]。

二氧化碳捕集技术的最新研究进展

的灾难性破坏。因此我们需要减少ＣＯ：的排放量。ＣＯ减排是一项于烟气中ＣＯ的回收。目前，醇胺法是最常用的燃烧后捕集技术。复杂的工程，它需要多种途径共同协调。目前，ＣＯ：减排的途径主但是仍然存在一些问题，例如对设备的腐蚀性强、吸收量小、能耗
１二氧化碳捕集技术现状
为，在溶液中氨和ＣＯ：反应生成碳酸铵或者碳酸氢铵，烟气中的二氧化硫以及氮氧化物也可以生成硫酸铵和硝酸。碳酸氢铵在低
ＣＣＳ是指从ＣＯ排放源中将ＣＯ捕集分离，并输送至封存地温下即可分解，而且生成碳酸氢铵后氨的利用率较高，因此在采点，使ＣＯ与大气彻底隔绝。ＣＣＳ的第一步是ＣＯ：的捕集，它是最集过程中要严格控制氨的浓度以及其他条件，使生成的碳酸氢铵
２Ｃｏ２捕集技术的最新进展
目前，ＣＣＳ技术仍然很不成熟，其高成本限制了大规模的应
因此，目前降低ＣＯ：捕集成本是研究的主流方向。国内外学者方法的特点和适用范围。最后对ＣＯ：捕集技术的发展方向进行了用。都对此进行了研究。其中，氨法是国外普遍认可的技术。其原理展望。
营，已经达到国际水平。据统计，我国ＣＣＳ的现场试验按照时间顺
１．１燃烧前捕集技术
在燃烧之前，煤等其他固体燃料会转变为气态，置。
解为Ｈ：和ＣＯ的混合气。该混合气通过水煤气转换反应器会变３总结和展望

碳捕集与封存技术的研究与应用

碳捕集与封存技术的研究与应用第一章：引言碳捕集与封存技术是指通过从大气中捕集二氧化碳（CO2）并将其封存起来的一系列技术方法。

随着全球气候变化的加剧，减少温室气体排放已成为全球关注的焦点。

碳捕集与封存技术被认为是减缓气候变化的重要手段之一。

本文旨在探讨碳捕集与封存技术的研究最新进展与应用。

第二章：碳捕集技术2.1 物理吸附法物理吸附法是通过利用材料的物理吸附特性来捕集二氧化碳。

常用的物理吸附材料包括沸石、活性炭等。

这些材料在一定的温度和压力条件下，能够吸附并存储大量的二氧化碳。

2.2 化学吸收法化学吸收法是通过溶液中的溶质与二氧化碳进行反应，将其捕集的技术。

常用的化学吸收剂有胺类溶液、氨溶液等。

这些溶液能够与二氧化碳发生化学反应，形成稳定的化合物，从而实现二氧化碳的捕集。

2.3 生物固定化学吸收法生物固定化学吸收法利用生物固定化工艺和化学吸收技术相结合，将生物固定在载体上，进而将二氧化碳与生物体内的可溶性物质发生反应，形成稳定的化合物进行吸收。

2.4 流体化床吸附法流动床吸附法是通过将吸附材料在流动流体中，利用气体与材料之间的物理或化学吸附进行质量传递，从而实现二氧化碳捕集的一种技术。

2.5 电化学方法电化学方法利用电极反应的原理，利用电化学电流驱动二氧化碳与电极表面的化学反应，在电解过程中将CO2转化为可溶解物质，并进一步实现二氧化碳的捕集。

第三章：碳封存技术3.1 地下封存技术地下封存技术是将二氧化碳气体通过管道输送至地下，然后储存在地质层或岩石中。

常用的地下封存技术包括饱和吸附、脱附吸附和矿化封存等。

3.2 海洋封存技术海洋封存技术是将二氧化碳气体直接释放到海洋中，通过溶解和中性化的方式将其封存。

这种技术相比地下封存技术具有更高的处理容量和更广阔的储存空间。

3.3 壳式封存技术壳式封存技术是将二氧化碳封存在塑料、纤维及其他材料中，形成稳定的固体。

这种方法可以减少二氧化碳的外部释放，从而实现长期的储存。

二氧化碳捕获与封存技术进展及存在的问题分析

１前言为了尽可能减少以二氧化碳（ＣＯ２）为主的温室气体排放，减缓全球气候变化趋势，人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作，从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效的解决途径。

近年来兴起的二氧化碳捕获与封存（ＣＣＳ）技术成为研究的热点和国际社会减少温室气体排放的重要策略。

２ＣＣＳ技术进展ＣＣＳ技术是指将ＣＯ２从相关排放燃烧源捕获并分离出来，输送到油气田、海洋等地点进行长期封存，从而阻止或显著减少ＣＯ２向大气中排放。

目前，处于研究阶段、工业试验或工业化应用的封存场所主要有深度含盐水层、枯竭或开采到后期的油气田、不可采的贫瘠煤层和海洋［１］。

随着全球面临的气候问题日益严峻，各国政府非常重视对ＣＣＳ技术研究的支持。

美国、欧盟、澳大利亚、加拿大、挪威等国家或政府间组织都制订了相应的研究规划，开展ＣＣＳ技术的理论、试验、示范和应用研究，并且已经有了成功的实例。

其中，美国走在世界最前列，针对ＣＣＳ技术的科研规划和项目组织实施较为周密完善。

美国于２０００年开始由能源部主持正式开展ＣＯ２封存研究和发展项目，将地质封存和海洋封存列为主要研究方向，并制订了详细的技术路线图。

２００５年美国已开展了２５个ＣＯ２地下构造注入、储存与监测的现场试验，并已进入验证阶段［１］。

为加强国际合作，２００３年，美国发起成立了“碳收集领导人论坛”，目前共有美国、加拿大、欧盟、英国、澳大利亚、日本、德国、挪威、巴西、意大利、印度、中国、哥伦比亚、墨西哥、俄罗斯、南非、法国等２２个成员，共同组织开展理论与实验研究［２］。

当前，国际上ＣＣＳ技术研发所关注的主要问题包括［１］：ＣＯ２在地质封存系统中吸附和迁移的机理与规律，在地层中的相态及其变化规律、化学反应及固化条件；注ＣＯ２采油过程中的物理化学理论问题、复杂渗透流体力学原理、各类ＣＯ２提高采收率（ＥＯＲ）数值模拟基础模型；长距离管道运输ＣＯ２的化学腐蚀机理与规律等。

全球共有三个工业规模的ＣＣＳ项目正在运行中［２］。

二氧化碳捕获与储存技术研究进展与前景

二氧化碳捕获与储存技术研究进展与前景二氧化碳是一种被广泛关注的气体，它被认为是导致气候变化的主要元凶之一。

随着人类工业的快速发展，二氧化碳的排放量也在快速增加。

为了减缓气候变化的影响，减少大气中的二氧化碳浓度，科学家们开始研究如何捕获和储存二氧化碳。

本文将介绍二氧化碳捕获与储存技术的研究进展与前景。

一、二氧化碳的捕获二氧化碳的捕获是指通过某些技术手段将它从尾气或者大气中分离出来，从而减少它的排放。

目前比较成熟的二氧化碳捕获技术有物理吸收法、化学吸收法和膜分离法等。

物理吸收法：物理吸收法是通过将二氧化碳在一定压力下溶解于溶液中来实现分离。

通常所用的溶液为胺溶液。

这种方法的优点是能够溶解大量的二氧化碳，缺点是设备大、能耗高、操作复杂。

化学吸收法：化学吸收法是指利用一些化学反应来将二氧化碳分离出来。

主要有氧化法和碳酸盐法两种。

氧化法是二氧化碳与过氧化氢反应，生成稳定的类似于碳酸的产物。

碳酸盐法则是利用化学反应使二氧化碳被固定在高效吸附材料中。

这种技术的优点是分离效率高，能够处理高浓度的气流，缺点是需要大量消耗能源。

膜分离法：膜分离法是将含有二氧化碳的气体通过了半透膜使其与空气分离。

半透膜根据不同的材料分为有机膜、无机膜和复合膜等。

这种方法的优点是操作简单，容易维护和操作，缺点是分离效率相对较低。

二、二氧化碳的储存二氧化碳的储存是指将其从大气或者尾气中分离出来，采取合适的方法将其以稳定的形式长期保存。

目前较为成熟的二氧化碳储存技术有地下储存、海洋储存和矿化储存等。

地下储存：地下储存是将二氧化碳储存在地下深层岩石层中，通过地质封孔和监管保证二氧化碳不泄漏。

地下储存具有存储量大、安全性高的特点，但是地质条件限制了它的应用范围。

海洋储存：海洋储存是将二氧化碳储存在海洋的深层底部，通过大气和海洋水的扩散以及生物地球化学过程将其长期封存。

海洋储存的优点是海洋面积广阔，容纳量大，但是由于海洋环境的复杂性和生态环境的安全问题，还需要继续研究和探索。

二氧化碳捕获技术研究现状及发展趋势

二氧化碳捕获技术研究现状及发展趋势二氧化碳是一种常见的温室气体，它的排放是全球变暖的主要原因之一。

目前二氧化碳的排放量已经达到了惊人的程度，并且仍在不断增长。

为了解决这个问题，科学家们开始研究二氧化碳捕获技术，希望通过先进的科技减少二氧化碳的排放量。

二氧化碳捕获技术研究现状目前，二氧化碳捕获技术主要分为三类：物理吸收法、化学吸收法和膜分离法。

物理吸收法是指利用物质的吸附性质将二氧化碳捕获。

通过控制温度和压力，将二氧化碳吸附在具有吸附性质的物质上，然后将物质从二氧化碳中分离出来，以达到捕获二氧化碳的目的。

该技术的优点是操作简单、设备结构简单、耐损耗等，但其缺点是二氧化碳选择性较差，不能将其他气体分离出来。

化学吸收法是指利用化学反应将二氧化碳捕获。

通过在溶液中加入化学试剂，如氮化钠、胺或碱性离子液体等，以吸附二氧化碳。

该技术的优点是选择性较好，可以将二氧化碳从其他气体中分离出来，但其缺点是设备成本高，能耗较大。

膜分离法是指利用膜的分离性质将二氧化碳从其他气体中分离出来。

该技术利用不同原理的膜对气体进行分离，包括压力摩擦、渗透、扩散等。

该技术的优点是设备简单，能耗低，但其缺点是选择性差，不能完全分离二氧化碳。

二氧化碳捕获技术发展趋势未来的二氧化碳捕获技术需要具备发展方向和发展趋势。

其中包括以下几个方面：一是选择性和效率的提高。

目前的二氧化碳捕获技术还存在选择性和效率不高的问题，未来的技术需要更高的选择性和效率，以减少能源消耗和设备成本。

二是设备成本的降低。

当前的二氧化碳捕获技术仍存在设备成本高、能耗大的问题，因此未来的技术需要在设备结构、材料性能等方面进行优化，以降低设备成本。

三是先进材料的研究应用。

随着材料科学的发展，先进材料如多孔材料、纳米材料等不断涌现，它们具有高特异性、高选择性、高效率等特点，未来的二氧化碳捕获技术需要在这些先进材料上进行应用和研究。

四是多方合作。

二氧化碳捕获技术的研究需要多学科、多领域合作，包括物理、化学、环境科学、材料科学等等。

二氧化碳捕获与利用技术研究现状及应用前景

二氧化碳捕获与利用技术研究现状及应用前景二氧化碳（CO2）是一种重要的温室气体，对地球的气候变化产生着重要影响。

随着人类的经济和科技的发展，CO2的排放量不断增加，给地球带来了更多的环境问题。

为了减缓CO2的排放，减少大气污染，探索二氧化碳捕获与利用技术具有重要意义。

本文将对二氧化碳捕获与利用技术进行研究现状及应用前景的分析。

一、二氧化碳捕获技术1.化学吸收法化学吸收法是目前工业气体净化过程中最常用的方法之一，也是二氧化碳捕获技术中最成熟的一种。

它的原理是利用一种化合物吸收二氧化碳，并在降低压力或加热等条件下，从该化合物中释放出CO2。

常见的化合物有胺类、碱金属盐类、碳酸盐和离子液体等。

化学吸收法的优点是操作简单、造价低，且可连续产生CO2流。

但是该方法需要大量的清洗和循环水，并且存在一定的反应副产物和化学废物。

此外，该方法不适用于高温高压CO2流的处理。

2.物理吸附法物理吸附法是通过固体吸附剂将CO2从混合气体中吸附分离出来。

该方法操作简单，造价低，可适用于各种气体混合物的分离。

常见的固体吸附剂有硅胶、沸石、活性炭等。

然而，物理吸附法的缺点是需要高温和/或低压释放CO2，所需能量较高，往往不能满足经济上的要求。

此外，固体吸附剂的再生成本也很高，需要大量的清洗剂和热能。

3.膜分离法膜分离法是一种半透膜技术，利用其特殊的化学和物理性质，实现混合气体的分离。

该技术具有高效、低能耗和不产生废物等优点。

常见的膜材料有聚酯膜、聚碳酸酯膜、聚苯乙烯膜和聚硫醚膜等。

不过，膜分离还处于实验室研究和开发阶段，其性能和成本仍需要进一步改进和优化。

4.化学还原法化学还原法是利用金属或半导体材料还原CO2，将其转化为有用化学品的方法，如甲烷等。

该方法的优点是产品化学活性高，协同效应明显，资源利用效率高。

然而，化学还原法的反应条件比较苛刻，需要相对较高的温度和压力，且反应后的产物分离、纯化和再利用等问题较为复杂。

二、二氧化碳利用技术1.合成燃料二氧化碳合成燃料技术利用可再生能源或核能源，将二氧化碳还原为有用的燃料，如甲烷、甲醇等。

二氧化碳捕获与储存技术的研究与开发

二氧化碳捕获与储存技术的研究与开发第一部分：引言随着气候变化日益严重，全球对碳排放量的关注度不断提升。

二氧化碳是主要的温室气体之一，是导致全球气温上升的主要原因。

因此，二氧化碳的捕获与储存技术变得越来越重要。

这种技术可以将二氧化碳从工业和发电过程中分离出来，然后在地下或海底存储起来，从而减少污染和减少对空气的排放。

本文将重点讨论二氧化碳的捕获和储存技术的研究和开发。

第二部分：二氧化碳捕获技术1. 物理捕获方法物理捕获方法主要包括吸收、吸附和膜分离。

其中吸收法是最常用的方法之一。

它将二氧化碳通过饱和的溶液中，从而分离出来。

这种方法在化学反应中的应用特别广泛。

除吸收法之外，还有采用活性炭等材料进行吸附的吸附法。

另外，膜分离技术也被广泛应用于分离和捕获二氧化碳。

2. 化学捕获方法与物理捕获方法不同，化学捕获方法可以产生更加干净的碳酸盐。

化学捕获方法很容易理解，它利用一些化学反应从工业或发电过程中将二氧化碳分离出来。

这种方法的主要劣势是成本高昂。

3. 生物捕获方法生物捕获方法指的是利用多种生物体系将二氧化碳分离出来的技术。

这种技术的优势是易于理解和实现。

它们的主要优点是它们不需要大量的外部能源，而且它们可以产生潜在有用的生产物质。

第三部分：二氧化碳储存技术1. 海底二氧化碳储存海底二氧化碳储存技术是一种将二氧化碳气体储存到海底塑料管中的技术。

使用海底二氧化碳储存时，气体会在管子中变成一个液体或等温速冻状态，这会使得它占据更少的空间和体积。

这样就可以将气体储存在海底，而不会对环境产生任何影响。

2. 地下二氧化碳储存地下二氧化碳储存技术是将二氧化碳注入到地下，然后通过一定压力或溶液循环将其储存起来的技术。

这种技术需要一些先进的地质学技术来确保二氧化碳被安全地储存起来，不会对地下水和土壤产生影响。

而且，可以在地下储存期间产生潜在的经济价值。

第四部分：技术创新与应用在二氧化碳捕获和储存技术的发展过程中，有许多创新和应用已经被发现。