收集二氧化碳工艺技术
二氧化碳工艺流程
二氧化碳工艺流程二氧化碳（CO2）是一种广泛存在于大气中的化合物，它是人类活动的重要产物之一。
随着人口增长和工业化进程的加速，二氧化碳排放量也在不断增加，加剧了全球气候变化的问题。
因此，开发和实施二氧化碳工艺流程成为一个重要的研究领域。
二氧化碳的工艺流程可以概括为三个主要步骤：捕集、转化和利用。
首先是二氧化碳的捕集过程。
二氧化碳可以从化石燃料燃烧、工业过程中提取，并通过气体分离和吸收等技术进行捕集。
常见的二氧化碳捕集方法包括吸收、膜分离和压缩等。
在吸收过程中，二氧化碳被一种吸收剂吸收，然后再进行脱附。
在膜分离过程中，二氧化碳通过特殊的膜层分离。
通过选择合适的捕集技术，可以高效地捕集二氧化碳。
第二个步骤是二氧化碳的转化过程。
转化是将二氧化碳转化成有用的化合物或燃料的过程。
常见的二氧化碳转化方法包括化学催化、光催化和生物转化等。
化学催化是使用催化剂将二氧化碳与其他物质反应，形成新的化合物。
光催化是利用光能将二氧化碳转化成其他有机物的方法。
生物转化则是利用生物体或酶将二氧化碳转化成有机物。
这些转化过程可以将二氧化碳转化成燃料、化学品和其他有价值的产品，减少对化石燃料的依赖。
最后是二氧化碳的利用过程。
利用是指将转化后的二氧化碳应用于实际生产和使用中。
二氧化碳可以被用作产气剂、培养基或协辅助制剂等。
它还可以用于碳酸饮料、植物养殖和草坪维护等领域。
此外，二氧化碳还可以被地质储存或转化成固态化合物。
二氧化碳工艺的开发和实施在减少二氧化碳排放、解决气候变化问题和推动可持续发展方面具有重要意义。
通过捕集和转化二氧化碳，可以将其转化为有价值的产品和能源，实现资源的高效利用。
与此同时，利用二氧化碳还可以减少对传统能源的需求，降低对环境的影响。
因此，二氧化碳工艺流程的研究和应用具有重要的经济、环境和社会意义。
总之，二氧化碳工艺流程是一种将二氧化碳捕集、转化和利用的方法，通过这一流程可以将二氧化碳转化成有用的产品和能源。
二氧化碳回收提纯工艺技术
二氧化碳回收提纯工艺技术二氧化碳（CO2）是一种地球大气中常见的气体，它是温室气体的主要成分之一。
由于CO2的大量排放导致气候变化问题日益严重，为了减少CO2对环境的影响，科学家们致力于开发二氧化碳回收提纯工艺技术，以将CO2从工业废气中回收并提纯重复利用。
二氧化碳回收提纯工艺技术主要分为三个步骤：CO2捕获、CO2转化和CO2储存。
首先，CO2捕获是将二氧化碳从工业废气中分离出来的过程。
常用的捕获方法包括化学吸收、物理吸附和膜分离等。
化学吸收是最常见的方法，它利用一种化学溶液将CO2吸收并转化为溶解态，然后通过加热和减压的方式将其从溶液中释放出来。
物理吸附则是利用适当的材料（如活性炭）吸附CO2，通过改变温度和/或压力来释放。
膜分离是利用半透膜的选择性通透性能将CO2与其他气体分离开来。
其次，CO2转化是将回收的CO2转化为有用的化合物或材料的过程。
目前，常用的CO2转化方法主要有化学还原、生物转化和电化学转化等。
化学还原是利用催化剂将CO2与氢气或其他化合物反应生成有机化合物。
生物转化是利用微生物的代谢能力将CO2转化为有机化合物，如藻类和细菌等。
电化学转化是利用电催化剂将CO2与水反应生成有机化合物，如甲酸和乙酸等。
最后，CO2储存是将回收和转化后的CO2储存起来，以防止其释放到大气中。
CO2储存主要分为地质储存和化学储存两种方式。
地质储存是将CO2封存到地下岩层中，如油气田和盐穴等。
化学储存则是将CO2转化为稳定的化合物，如碳酸氢钠和碳酸钙等。
在二氧化碳回收提纯工艺技术中，关键问题是降低能耗和成本，并确保回收和提纯的CO2达到应用标准。
科学家们正在不断研究和改进技术，以提高二氧化碳回收提纯的效率和经济性。
综上所述，二氧化碳回收提纯工艺技术是一项具有重要意义的研究领域，它能够将废气中的CO2回收利用，减少对环境的影响。
随着技术的不断进步，相信二氧化碳回收提纯工艺技术将在未来得到更广泛的应用和推广，为减缓气候变化和可持续发展做出贡献。
科技成果——化工行业尾气回收二氧化碳技术
科技成果——化工行业尾气回收二氧化碳技术技术类别储碳技术所属领域煤制氢行业、合成氨行业应用情况工业尾气回收二氧化碳技术是以碳捕集技术和低温精馏技术为基础的综合工艺技术。
目前该技术应用于煤制氢、合成氨等化工生产领域的二氧化碳提纯，回收等领域。
成果简介（1）技术原理根据原料气中不同组分的沸点差异，采用精馏技术，将不同沸点的成分进行物理分离。
通过小规模实验装置确定不同组分和压力条件下的原料气物理分离的最佳压力和温度，实现最佳生产成本的产品组分纯化。
（2）关键技术1、原料组分高弹性化自适应技术控制程序根据检验结果的实际组分设定，自动适应原料杂质含量波动，保障产品质量稳定。
2、智能化的压力和精馏温度控制技术控制程序根据产品要求，以压力和精馏温度为参数，使装置适应一定范围内的系统压力和多种工况。
3、精馏装置冷箱式集成化技术大部分工艺装置集成在冷箱式装置内。
4、产品纯度实时在线监测技术在线检测系统实现接近半分钟级出检结果。
5、低纯度二氧化碳捕集技术采用化学吸收法工艺，将不适宜低温精馏法回收的低纯度二氧化碳气体捕集后作为原料气。
（3）工艺流程1、二氧化碳捕集工艺低纯度二氧化碳原料气经冷却洗涤后进入吸收塔，其中一部分CO2被吸收塔内向下喷淋的溶液吸收，尾气由塔顶排入大气吸收CO2后的富液由塔底经贫富液换热器，回收热量后送入再生塔。
解吸出的CO2连同水蒸气冷却后分离除去水分，得到纯度99.0%CO2气送入后序工段使用。
再生气中被冷凝分离出来的冷凝水通过回流补液泵送至再生塔。
富液从再生塔上部进入，通过汽提解吸部分CO2，然后进入再沸器，其中的CO2进一步解吸。
解吸CO2后的贫液由再生塔底流出，经贫富液换热器换热后，用泵送至水冷器，冷却后进入吸收塔。
溶液往返循环构成连续吸收和解吸CO2的工艺过程。
2、二氧化碳纯化工艺：经过前述的吸收、再生工序后，捕集到的干基纯度99.5%以上的气态CO2，压力为0.03-0.05MPa，温度为约95℃，该状态的气态CO2不具备可运输性或直接利用性，需要压缩、冷却、提纯后应用于工业领域或食品行业。
二氧化碳超临界流体萃取技术简介
常见临界流体萃取辅助剂
被萃取物 咖啡因 单甘酯 亚麻酸
青霉素G钾盐 乙醇 豆油
菜子油 棕榈油 EPA ,DHA
超临界流体
CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2
辅助剂 水
丙酮 正己烷
水 氯化锂 己烷,乙醇
丙烷 乙醇 尿素
超临界流体旳选择性
超临界流体萃取技术
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态
物质旳第四态：超临界状态
临界温度：每种物质都有一种特定 温度，在这个温度以上，不论怎样 增大压强，虽然密度与液态接近， 气态物质也不会液化。这个温度称 为物质旳临界温度。
④ 化合物旳相对分子量越高，越难萃取。
分子量在200～400范围内旳组分轻易萃 取，有些低相对分子质量、易挥发成份甚 至能够直接用二氧化碳液体提取；高分子 量物质（如树胶、蜡等）则极难萃取。
超临界CO2是非极性溶剂，在许 多方面类似于己烷，对非极性旳脂 溶性成份有很好旳溶解能力，对有 一定极性旳物质（如黄酮、生物碱 等）旳溶解性就较差。其对成份旳 溶解能力差别很大，主要与成份旳 极性有关，其次与沸点、分子量也 有关。
3 扩散系数比气体小，但比液体高一到 两个数量级，具有很强旳渗透能力
4 SCF旳介电常数，极化率和分子行为 都与气液两相都有明显差别
总之，超临界流体不但具有液体 旳溶解能力，也具有气体旳扩散和 传质能力
超临界流体萃取
（Supercritical Fluid Extraction，SFE）
超临界流体萃取是利用超临 界流体作萃取剂，从液体或固体 中萃取出某些成份并进行分离旳 技术。
二氧化碳的捕集
常用的CO2回收利用方法有：（1）溶剂吸收法：使用溶剂对CO2进行吸收和解吸，CO2浓度可达98％以上。
该法只适合于从低浓度 CO2废气中回收CO2，且流程复杂，操作成本高。
（2）变压吸附法：采用固体吸附剂吸附混合气中的 CO2，浓度可达60％以上。
该法只适合于从化肥厂变换气中脱除CO2，且CO2浓度太低不能作为产品使用。
（3）有机膜分离法：利用中空纤维膜在高压下分离 CO2，只适用于气源干净、需用CO2浓度不高于90％的场合，目前该技术在国内处于开发阶段。
（4）催化燃烧法：利用催化剂和纯氧气把CO2中的可燃烧杂质转换成CO2和水。
该法只能脱除可燃杂质，能耗和成本高，已被淘汰。
上述方法生产的CO2都是气态，都需经吸附精馏法进一步提纯净化、精馏液化，才能进行液态储存和运输。
吸附精馏技术是上述方法在接续过程中必须使用的通用技术。
美国电力研究院（EPRI）所作的研究指出，在发电厂中采用氨洗涤可使CO2减少10%，而较老式的MEA（胺洗涤）法可使CO2减少29%。
世界新的CO2回收和捕集技术正在加快发展之中。
1? 脱除CO2新溶剂巴斯夫公司和日本JGC公司已开始联合开发一种新技术，可使天然气中含有的CO2脱除和贮存费用削减 20%。
该项目得到日本经济、贸易和工业省的支持。
CO2可利用吸收剂如单乙醇胺（MEA）从燃烧过程产生的烟气中加以捕集，然而，再生吸收剂需额外耗能，对于MEA，从烟气中回收CO2需耗能约 900kcal/kgCO2，通常这是不经济的。
日本三菱重工公司（MHI）与关西电力公司（KEPCO）合作，开发了新工艺，可给CO2回收途径带来新的变化。
MHI发现的CO2新吸收剂是称为KS-1和KS-2的位阻胺类，其回收所需能量比MEA所需能量约少20%。
因为KS-1和 KS-2对热更稳定、腐蚀性也比MEA小，因此操作时胺类的总损失约为常规吸收剂的1/20。
对于能量费用不昂贵的地区，大规模装置使用新的工艺，CO2回收费用（包括压缩所需费用）约为20美元/tCO2，它比基于MEA的常规方法低约30%。
二氧化碳的实验室制取
任务名称：二氧化碳的实验室制取一、引言在现代化的工业社会中，人们对二氧化碳的应用越来越广泛。
二氧化碳不仅是一种重要的化学品，还是温室气体中的一员，对气候变化造成的影响越来越受到人们的关注。
为了满足不同领域的需求，实验室制取二氧化碳成为重要的研究课题之一。
本文将深入探讨二氧化碳的实验室制取方法、工艺及应用。
二、二氧化碳的实验室制取方法1. 碳酸和酸的反应将碳酸与酸反应是实验室中常见的制取二氧化碳的方法之一。
常用的反应物有碳酸氢钠和酸，如硫酸、盐酸等。
实验操作中需要注意控制反应条件，以避免产生危险的气体和副产物。
实验步骤： 1. 准备一个反应瓶，将适量的碳酸氢钠和酸加入瓶中。
2. 使用气体收集装置，将生成的二氧化碳气体收集下来。
3. 清洗和干燥气体收集装置，以确保收集到的气体纯净。
2. 重碳酸盐和酸的反应重碳酸盐和酸的反应也是实验室中制取二氧化碳的方法之一。
重碳酸盐常用的有碳酸铵或碳酸铁等，酸的选择与碳酸盐的种类相对应。
实验步骤： 1. 将适量的重碳酸盐和酸加入反应瓶中。
2. 通过气体收集装置收集生成的二氧化碳气体。
3. 清洗和干燥收集装置，以确保收集到的气体纯净。
3. 碳酸氢铵的热分解碳酸氢铵的热分解也可以制取二氧化碳，该方法适用于大规模制备。
实验步骤： 1. 将碳酸氢铵加入反应器中。
2. 加热反应器，使碳酸氢铵分解为二氧化碳和氨气。
3. 使用气体收集装置将二氧化碳气体收集下来。
三、二氧化碳的实验室制取工艺二氧化碳的实验室制取工艺可以根据不同的需求和实验目的进行选择。
下面将介绍两种常见的实验室制取工艺。
1. 酸碱中和法酸碱中和法是一种常见且简单的制取二氧化碳的工艺。
通过控制碱液与酸的反应，产生二氧化碳气体。
工艺步骤： 1. 准备两个试剂瓶，一个装有酸，一个装有适量的碱液。
2. 缓慢地将碱液滴入酸中，观察产生的气体。
3. 使用气体收集装置，将产生的二氧化碳气体收集起来。
2. 碳酸盐分解法碳酸盐分解法是一种通过热分解碳酸盐来制取二氧化碳的工艺。
化学吸收法捕集二氧化碳工艺的模拟及实验研究
化学吸收法捕集二氧化碳工艺的模拟及实验研究一、引言在当今全球变暖的情况下，减少温室气体的排放成为了人类社会亟待解决的问题。
而二氧化碳作为主要的温室气体之一，其排放量对全球变暖贡献巨大。
如何有效地捕集和减少二氧化碳的排放成为了科学家们关注的焦点之一。
化学吸收法是目前最常用的二氧化碳捕集技术之一。
它利用溶剂将二氧化碳从废气中分离出来，是一种成熟、可靠的技术。
但是，如何有效地模拟和研究化学吸收法捕集二氧化碳的工艺，仍然是一个具有挑战性的课题。
本文将基于化学吸收法捕集二氧化碳的工艺，进行模拟及实验研究，以期能深入了解该工艺的原理和机制，并提出一些个人观点和理解，以供参考。
二、理论基础化学吸收法是一种利用溶剂将二氧化碳从气态混合物中吸收的方法。
在吸收过程中，二氧化碳会与溶剂发生化学反应，形成二氧化碳的溶液。
一般来说，选择合适的溶剂对化学吸收法的效率至关重要。
常用的溶剂包括氨水、乙醇胺等。
在进行化学吸收法的模拟和研究时，我们需要考虑溶剂的选择、工艺参数的优化等因素。
对于实际工业生产中可能出现的问题，比如溶剂的再生、二氧化碳的纯度要求等，也需要进行充分的考虑。
三、模拟研究1. 溶剂选择我们需要选择合适的溶剂进行模拟研究。
氨水是一种常用的溶剂，它具有较高的二氧化碳吸收能力，且成本较低。
在实际生产中，氨水已经被广泛应用于化学吸收法捕集二氧化碳的工艺中。
2. 工艺参数优化在模拟研究中，我们需要对化学吸收法的工艺参数进行优化。
溶剂的浓度、温度、压力等因素都会对二氧化碳的吸收效率产生影响。
通过对这些参数进行优化，可以提高捕集二氧化碳的效率，降低成本。
四、实验研究在进行实验研究时，我们可以选择实际工业生产中使用的设备，进行化学吸收法捕集二氧化碳的实验。
通过实验,我们可以验证模拟研究的结果，并且可以更加深入地了解化学吸收法的工艺。
在实验过程中，我们需要关注溶剂的循环利用、二氧化碳的纯度要求等问题，这些都是影响工业化生产的关键因素。
二氧化碳捕集、利用与封存技术
一、引言在工业化和城市化进程中，将温室气体排入大气已经导致全球变暖、造成气候变化。
二氧化碳（CO2）是温室气体的主要来源，2018年，全球CO2排放量达到33.1 Gt，大约占温室气体排放量的67%。
因此，大气中CO2的浓度显著增加（大约为百万分之412）。
二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）是潜在的颠覆性技术，有助于应对气候变化挑战。
CCUS用于捕集发电厂、工业厂房等排放源以及大气中的CO2。
捕集的CO2可用作原料，或者注入地表深处，被永久地安全封存。
CCUS（使用生物质时，也称为生物质能碳捕集、利用与封存）是一种能大规模实现净零排放的技术，可用于现有的燃煤和燃气发电厂，有助于在发电时降低碳排放量。
除了为供电行业做出贡献之外，对于在生产过程中会产生CO2的钢铁、水泥、玻璃、陶瓷、化学品制造等工业，要实现深脱碳，CCUS可能是唯一具有可扩展性和成本效益的选择。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）和国际能源署（IEA）开展的分析表明，CCUS是实现2050年“净零”（Net Zero）目标的关键；如《巴黎协定》所述，CCUS有助于减少1/6的全球CO2排放量，能将全球气温升幅控制在1.5 ℃以内。
如果不能成功应用CCUS，应对气候挑战则会耗费更多财力。
例如，在不应用CCUS的情况下，中国实现长期气候变化缓解目标需要多花费25%的费用。
第2章着重讨论碳捕集的化学吸收，并对此展开了详细讨论。
第3章的主题是电催化还原CO2，因为该方法在CO2利用方面颇具潜力。
最后，第4章着重论述基本的CO2圈闭机制，该机制对于CO2封存具有重要意义。
二、碳捕集在发电、工业生产以及能源转换过程中均会排放CO2。
碳捕集技术分为三个途径：燃烧后捕集、氧燃料燃烧捕集以及燃烧前捕集。
捕集技术中采用了多种物理和化学工艺，包括溶剂型吸收、吸附/吸收用固体吸附剂、薄膜、低温以及用于分离CO2的化学循环。
目前，化学吸收是商业上使用最广的技术（如加拿大每年100万吨CO2（tCO2）边界大坝CO2捕集厂项目和美国每年140万tCO2佩特拉诺瓦（Petra Nova）碳捕集与封存（CCS）项目）。
收集二氧化碳的方法
收集二氧化碳的方法
首先，一种常见的收集二氧化碳的方法是利用化学吸收剂。
化学吸收剂可以与二氧化碳发生化学反应，将其从气体中吸收出来。
常用的化学吸收剂包括氢氧化钠、氢氧化钾等碱性物质，它们可以与二氧化碳形成碳酸盐，从而实现收集的目的。
这种方法在工业上得到了广泛的应用，例如在燃煤电厂和化工厂中，常常会使用化学吸收剂来收集二氧化碳排放。
其次，另一种常见的收集二氧化碳的方法是利用膜分离技术。
膜分离技术是一种利用半透膜对不同气体进行分离的方法，通过调节压力和温度等条件，可以将二氧化碳从气体混合物中分离出来。
这种方法具有操作简单、成本较低的优点，因此在一些小型的工业生产中得到了广泛的应用。
此外，还有一种新型的收集二氧化碳的方法是利用生物技术。
一些微生物具有吸收二氧化碳的能力，通过培养这些微生物，可以将二氧化碳转化为有机物质。
这种方法被认为是一种环保、可持续的收集二氧化碳的方法，受到了越来越多的关注和研究。
除了以上介绍的方法，还有一些其他的收集二氧化碳的技术，
例如利用化学吸附剂、离子液体等。
这些方法各有特点，可以根据实际需求进行选择和应用。
总的来说，收集二氧化碳是一个具有挑战性的技术问题，但也是一个具有重要意义的环保课题。
随着技术的不断进步和创新，相信我们能够找到更多更有效的方法来收集二氧化碳，为减缓气候变化、保护地球环境做出贡献。
希望本文介绍的方法能够为相关领域的研究和实践提供一些参考，也希望更多的科研人员和工程师能够投身到这一领域的研究中，共同努力解决这一全球性的环境问题。
二氧化碳捕集项目工艺
二氧化碳捕集项目工艺
二氧化碳捕集项目工艺是一种新型的环保技术，它可以有效地减少大气中的二氧化碳排放量，从而减缓全球气候变化的速度。
该项目的工艺主要包括二氧化碳捕集、输送、储存和利用等环节。
二氧化碳捕集是该项目的核心环节。
它通过利用化学吸附、物理吸附、膜分离等技术，将二氧化碳从燃烧排放的废气中捕集出来。
这些捕集的二氧化碳可以来自于各种工业生产过程、发电厂、交通运输等领域，是大气中的主要温室气体之一。
输送环节是将捕集的二氧化碳从捕集点输送到储存点的过程。
这个过程需要借助管道、船舶、铁路等运输工具，将二氧化碳安全地输送到储存点。
在输送过程中，需要注意二氧化碳的压力、温度、流量等参数，以确保其安全性和稳定性。
第三，储存环节是将捕集的二氧化碳储存到地下或海底的过程。
这个过程需要选择合适的储存地点，并采用适当的储存技术，如地下注入、海底储存等。
在储存过程中，需要注意储存地点的地质条件、储存容量、安全性等因素，以确保储存的二氧化碳不会泄漏或对环境造成危害。
利用环节是将储存的二氧化碳用于生产化学品、燃料等领域的过程。
这个过程需要开发新的利用技术，如碳捕集利用、碳酸化利用等，将二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，从而实现资源的循环利用。
二氧化碳捕集项目工艺是一项复杂的环保技术，需要多个环节的协同作用才能实现。
它可以有效地减少大气中的二氧化碳排放量，为全球气候变化的应对提供了新的思路和方法。
相变吸收剂捕集二氧化碳工艺流程
相变吸收剂捕集二氧化碳工艺流程1.首先，将含有二氧化碳的气体通入吸收器中。
First, the gas containing carbon dioxide is introduced into the absorber.2.吸收器中的相变吸收剂将二氧化碳捕集。
The phase-change absorbent in the absorber captures the carbon dioxide.3.捕集的二氧化碳将被转移到另一个储存设备中。
The captured carbon dioxide will be transferred to another storage vessel.4.相变吸收剂经过再生后可以重新使用。
The phase-change absorbent can be reused after regeneration.5.气体中的其它成分将被释放出来。
Other components in the gas will be released.6.通过控制温度和压力，可以实现相变吸收剂的再生。
Regeneration of the phase-change absorbent can be achieved by controlling temperature and pressure.7.冷凝器用于冷却和凝结被释放出来的水蒸气。
The condenser is used to cool and condense the released water vapor.8.恢复的相变吸收剂可以重新用于二氧化碳吸收。
The recovered phase-change absorbent can be reused for carbon dioxide absorption.9.通过循环往复，可以持续进行二氧化碳的捕集和释放。
By cycling back and forth, continuous carbon dioxide capture and release can be achieved.10.这种工艺可以用于工业排放气体的净化。
二氧化碳捕集-利用一体化技术
二氧化碳捕集-利用一体化技术李亦易1,2㊀卓锦德1∗(1.北京低碳清洁能源研究院,北京102211;2.中国科学院化学研究所,北京100190)摘要:二氧化碳(CO2)排放的与日俱增已经严重威胁到全球的气候变化,为了应对这一全球性的环境问题,科学家们通过各种方式来控制大气中CO2的含量,但是效果欠佳㊂CO2捕集-利用一体化技术既能够捕集CO2,还能够同步将CO2转化进行利用,是燃煤电厂实现可持续发电的CO2减排的最佳方式㊂CO2捕集-利用一体化技术主要分为两类:1)以 CO2的捕集及矿化利用一体化技术 为代表的传统工艺;2)以 CO2捕集及电化学转化利用一体化技术 为代表的新型工艺㊂随着CO2固定和储能技术的不断发展,CO2捕集-利用一体化技术越来越显现出良好的发展前景㊂主要介绍了CO2捕集以及转化利用的研究进展,并对CO2的捕集及矿化利用一体化技术和CO2捕集及电化学转化利用一体化技术进行了对比,提出了目前CO2捕集-利用一体化技术所面临的机遇和挑战㊂评述了CO2的捕集及利用一体化技术未来的发展方向㊂关键词:CO2捕集;有机胺;碳转化;电化学;一体化RESEARCH ON CARBON DIOXIDE CAPTURE-UTILIZATION INTEGRATEDLi Yiyi1,2㊀Zhuo Jinde1∗(1.National Institute of Clean-and-Low-Carbon Energy,Beijing102211,China;2.Institute of Chemistry,Chinese Academy of Science,Beijing100190China)Abstract:The increasing carbon dioxide emissions have seriously threatened global climate change.In order to deal with this global environmental problem,scientists have used various ways to control the content of carbon dioxide in the atmosphere,but the effects are not good.Carbon dioxide capture-utilization integrated technology can capture carbon dioxide and simultaneously convert carbon dioxide to use.This is the best way for coal-fired power plants to achieve sustainable power generation with the reduction in carbon dioxide emission.The integrated technology of carbon dioxide capture and utilization can be divided into two categories:one is the traditional technology represented by the integrated technology of carbon dioxide capture and mineralization utilization;the other is the new technology represented by the integrated technology of carbon dioxide capture and electrochemical conversion and utilization.With the continuous development of carbon dioxide fixation and energy storage technology,the integrated technology of carbon dioxide capture and utilization is showing an excellent development prospect.This paper mainly introduced the research progress of carbon dioxide capture and conversion and utilization,compared the integrated technology of carbon dioxide capture and mineralization utilization with the integrated technology of carbon dioxide capture and electrochemical conversion utilization,and presented the opportunities and challenges faced by the integrated technology of carbon dioxide capture and utilization.The future development direction of integrated technology of carbon dioxide capture and utilization was reviewed.Keywords:carbon dioxide capture;organic amines;carbon conversion;electrochemistry;integration㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-03-12基金项目:国家能源集团科技创新项目(SHJT-16-24)第一作者:李亦易(1987-),男,博士,主要研究方向为煤基材料利用与碳排放控制㊂yiyi.li.c@∗通信作者:卓锦德(1959-),男,博士,教授级高级工程师,主要研究方向为绿色煤基材料及固废利用㊂jinde.zhuo@0㊀引㊀言气候变化作为全球最大的环境威胁之一已引起了越来越多关注㊂二氧化碳(CO2)作为主要的温室气体正在加速全球的气候变暖[1]㊂在全球气候变暖的背景下,燃煤电厂的CO2碳减排与可持续发电是最紧迫的科研挑战之一[2,3]㊂燃煤电厂的燃烧后碳捕集技术已经在工业上得到成熟的应用,其中最常见的是基于有机胺溶液的碳捕集技术,例如单乙醇胺(MEA)碳捕集技术[4,5]㊂然而,制约该技术发展的主要因素是加热再生CO2捕集剂的高能耗,能耗甚至高达发电厂发电容量的30%[6]㊂另外加热解吸的CO2气体经压缩后运输到指定的地质勘测点进行封存需要耗费很大的成本,并且长期进行地质储存的的安全性和可靠性仍未得到证实[7]㊂因此,燃煤电厂CO2捕集后的一体化封存利用是实现可持续发电CO2减排的最佳方式㊂一体化 工艺需要具备两个特点:1)CO2的捕集过程和利用过程需要同步进行,2)CO2捕集剂在整个过程中只作为催化的媒介,不损失,不消耗,能够循环再生㊂然而CO2中的C原子处于最稳定的状态,转化CO2需要耗费大量的能量和成本,并将不可避免带来连锁的环境问题[4]㊂因此,低能耗的CO2转化利用是重要研究方向[3,8,9]㊂到目前为止,可行的CO2捕集-利用一体化工艺的研究主要是基于氧化钙(CaO)及富含CaO固废的 CO2捕集-矿化一体化 研究和基于Li-CO2电池的 CO2捕集-电化学还原固碳一体化 研究㊂这两方面的研究分别代表传统矿化工艺和新型电化学工艺的两个研究方向,为CO2转化成固体(碳,碳酸盐,羧酸盐等)进行封存利用提供可行的选项㊂此外,将CO2引入电化学系统还能提供额外选择的灵活性,除了CO2固定选项外,还具有CO2储能选项[10]㊂因为这种灵活的选择不仅能减少CO2的排放,还能将CO2用作可再生能源载体,提供能量的同时还能将CO2固定㊂由于CO2捕集-利用一体化技术有望成为可持续降低燃煤电厂CO2排放的方案,本文综述了适用于燃煤电厂的CO2捕集-利用一体化技术的最新进展并分析了这类技术的发展趋势㊂1㊀CO2捕集技术燃煤电厂的CO2捕集技术已经得到成熟的应用[11]㊂这项技术的核心是分离和提纯,其中CO2化学吸收法是所有分离和提纯方法中应用范围最广的,通常包括CO2吸收㊁热解吸及吸收剂再生㊁CO2封存利用三个阶段㊂目前得以工业化应用的CO2吸收剂有单乙醇胺(MEA)㊁哌嗪 碳酸钾溶液(PZ-K2CO3)㊁离子液和氨水等[12,13]㊂其中MEA溶液应用最广泛,但再生能耗大㊁易挥发降解㊁高温腐蚀性大的弊端依然十分明显,尚不能有效解决[14,15]㊂PZ-K2CO3溶液的应用相对较少,相关研究还处于中试阶段[12]㊂离子液由于价格昂贵尚不具备大规模工业化的条件,仍需进一步研发㊂氨水吸收CO2的能力强,反应速度快,能耗低,既能处理烟气中的CO2还能处理烟气中的NO x和硫化物,具有非常可观的应用前景[16]㊂然而氨水在捕集CO2的过程中需要维持低温运行,不仅额外带来对烟气冷却的能耗,还大大提高了运行维护的成本㊂2㊀CO2活化与转化利用技术CO2作为Dɕh对称形式的直线型分子,由两个极性C=O双键组成㊂虽然CO2分子十分稳定,但依然能与某些过渡金属和有机分子发生络合㊂主要原因是CO2分子具有两个活性位点:第一个活性位点位于碳(C)原子上,可以作为亲电试剂:第二个活性位点位于两个氧(O)原子上,可以作为亲核试剂㊂CO2的化学转化一般需要满足以下的形式: CO2配位活化;亲核络合(与其C原子配位);亲电络合(与其O原子配位);亲电络合+亲核络合(与其O原子和C原子同时配位)㊂另外,CO2的Π电子也可以与过渡金属空d轨道发生Dewar-Chatt-Duncanson络合作用㊂随着CO2的LUMO轨道被占据,CO2分子由直线型结构转变为弯曲结构[17]㊂例如有机胺在吸收CO2的过程中发生酸碱作用,吸收反应进行的同时也使CO2进一步活化㊂此时CO2在生成物中的分子构型也由直线型变为了弯曲型㊂例如叔胺吸收CO2形成的中间产物可作为CO2的活化载体,可以进一步合成氨基甲酸酯㊁噁唑啉酮和环状碳酸酯等产品[17-20]㊂目前学术界广为认可的CO2转化策略如图1所示,该策略通过设计合适的催化剂以较低的活化能活化CO2;然后使用高能级起始原料和CO2反应生成低能级产物固定CO2,其中最典型的是有机胺吸收CO2㊂另外,通过利用太阳能㊁风能等产生的可再生能源提供能量物理激发实现CO2转化也是非常具有潜力的研究方向[17]㊂图1㊀CO2的化学转化策略[17,21]3㊀CO2捕集-利用一体化技术3.1㊀CO2的捕集-矿化利用一体化技术CO2直接矿化封存法虽然简单易操作,但反应速率慢,转化率低等问题难以解决,CO2捕集-矿化一体化工艺[22]㊂使用CO2吸收剂(NH4HSO4)与天然矿物(蛇纹石和橄榄石)反应制成富含Ca2+㊁Mg2+的矿石浸出液,加入氨水除渣除杂后得到弱碱性(pH= 8.5)的溶液,该溶液一部分用来吸收CO2生成碳酸铵或碳酸氢铵(NH4HCO3/(NH4)2CO3),另一部分溶液用来和已吸收CO2的碳酸铵盐溶液反应沉淀出CaCO3和MgCO3沉淀,富含(NH4)2SO4的滤出液可进一步处理进行再生循环使用[13]㊂整个工艺最大的优点是能循环往复,不需要额外大量补充试剂用料,并且反应速率和效率较高,能耗损失较低㊂该工艺的矿化产物纯度高,杂质少,具有很高的利用价值,真正实现了CO2捕集-封存利用[23]㊂利用醇胺作为吸收剂的粉煤灰矿化封存CO2 化学再生的一体化技术(integrated CO2absorption-mineralisation,IAM),与传统的CO2捕集-热解析工艺对比如图2所示[24]㊂IAM工艺使用的原料为富含CaO的工业固体废弃物,如粉煤灰㊁钢渣等,主要目的是为了降低原料成本㊂实验室研究则首选CaO作为模型化合物来研究IAM工艺中的矿化反应机理;通过CO2吸收-解吸多重循环实验考察吸收剂的循环稳定性;然后再以粉煤灰为原料进行IAM工艺的验证;最后,再与传统热解吸再生工艺作比较研究IAM 工艺的能耗㊂研究发现使用CaO作为矿化剂时,哌嗪(PZ)表现出非常可观的循环负荷(0.72mol/mol)和再生效率(91%),并且多重循环实验结果表明PZ 循环稳定性非常高㊂即使使用工业废弃物高钙粉煤灰作为矿化剂时,PZ也表现出4.2mol/mol的循环负荷,这仍然比使用传统热解吸工艺高1.1倍㊂图2㊀传统化学吸收法CO2捕集工艺流程和IAM流程示意[24,25]从相关研究可看出矿化再生可以明显降低再生CO2吸收剂的能耗,缩短了CO2捕集-封存的空间距离,并且该工艺消除了加热解吸的环节,大大节省了设备㊁运输㊁能量消耗等成本㊂另一方面IAM矿化后的产品还可用作建筑材料和土壤回填积料等高价值利用,可以明显降低CO2捕集的成本㊂虽然IAM工艺表现出了巨大优势,但该工艺仍有一些需要进一步研究的问题,例如矿化反应固液比的调控,粉煤灰对吸收剂的污染和降解;再生之后的吸收剂与粉煤灰中重金属离子作用导致沉淀堵塞等㊂3.2㊀CO2捕集及电化学转化利用一体化技术最近,已经证明CO2可以用作能量载体储存在非质子型的Li-CO2电池中,其基于以下放电反应操作:4Li++3CO2+4e-ң2Li2CO3+C(Eo=2.80V Li/ Li+)㊂电池领域的研究人员已经探索了通过结合CO2进行传输并存储能量的电池装置[10,26-44]㊂CO2最初当作 辅助气体 添加剂用来增加Li/Na-O2电池的容量,即所谓的O2/CO2电池[45,46]㊂这种情况下, O2是电活性物质,并与CO2发生化学反应,随后再进行电化学反应,通常易形成碱金属碳酸盐(例如:4Li+ O2+2CO2ң2Li2CO3)[47,48]㊂最近的研究也证明了CO2可单独成为电池阴极中的反应物[26-30]㊂碱性CO2电池的优势是能量密度高:Li-CO2电池和Na-CO2电池分别为1879,1136Wh/kg[49]㊂第一个Li-CO2电池[30]利用离子液体在60~100ħ实现2000~ 4000mAh/g c的放电容量㊂许多文献报道了不同的电解质和阴极材料,试图使Li-CO2电池可逆可充电[26-28,31,34]㊂据报道,石墨烯或碳纳米管与四乙二醇二甲醚(TEGDME)电解质结合使用的纳米碳有助于在中等电位(~2.7V Li/Li+)放电,容量很高(~8000mAh/g),[26,27]㊂还有使用诸如Ru[34]或者Mo[29]金属催化剂,通过促进C和Li2CO3重新生成CO2来降低充电电压以实现电池的可逆性㊂在这些研究中选择合适的电解质至关重要,但几乎所有研究都使用TEGDME与三氟甲磺酸锂盐[34,36]或双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂盐[26,33]㊂由于受到明显的动力学限制,直接参与电化学反应的CO2的量很少,这就需要将稳定的CO2气体分子重新转化成反应性强的CO2阴离子自由基中间体[50],据报道,CO2在二甲醚(DME)㊁二甲基亚砜(DMSO)等常见的电解质溶剂中几乎没有活性[42,51],无法适用于直接还原CO2的原电池系统㊂面对这些挑战,开始研究是否可以捕获CO2并将其用于电池中并发展了一项新的技术-CO2捕集及电化学转化利用一体化技术[52],该技术通过将CO2被捕获进入有机胺溶液中使CO2预活化,然后将该该溶液与另一种液体电解质混合,并用于具有碳阴极和锂阳极的电池中㊂这种技术激活了CO2,避免了CO2在参与电化学所遇到的限速步骤,促进Li-CO2电池中的CO2放电,从而实现更高效的电化学反应[53]㊂简言之就是用电还原COO-自由基代替了电还原物理吸附的CO2㊂具体而言就是CO2通过有机胺吸收而被 预活化 ,然后通过电解质被还原附着在C阴极电极上㊂利用有机胺吸收CO2引入电解质时会自发生成新的含有N-C键的化合物,高度稳定的CO2重新成键形成-COO-,这也是CO2捕集的基本反应[54-56],但CO2捕集过程通常使用含水胺来吸收和分离烟道气中的CO2,最终目标是将CO2纯化并封存,同时将有机胺再生生成捕集前的状态,循环利用;这种涉及N-C键断裂的再生通常使用加热或变压解吸来完成[57]㊂然而 CO2捕集及电化学转化利用一体化技术 是使用负载CO2的有机胺溶液作为电活性电解质来促进放电反应的进行,整个过程不能有质子型溶剂-水的参与㊂如图3所示,通过自发放电机制,生成的N-C键化合物会发生电化学裂解,同时有机胺再生用于随后的循环㊂虽然已经有研究表明胺-CO2化合物在金属催化剂水溶液中可以直接电还原,但化合物缺乏内在活性,主要依靠物理吸附CO2发生还原并促进氢析出[58]㊂通过化学结合的CO2转换溶剂也已用于电极附近的CO2进行直接电还原[59]㊂然而,CO2捕集及电化学转化利用一体化技术中CO2结合物的电化学活性首次与N-C键断裂相关联㊂这项研究的意义就在于它将CO2捕集和电化学利用有机地整合为一体㊂该研究利用有机胺EEA捕获CO2后在DMSO电解质溶剂中转化为非水电解质㊂CO2在这种无催化剂的环境中具有了电化学活性,在原电池系统中自发放电并在阴极还原产生CO2衍生产物,同时有机胺EEA得到再生可以循环使用㊂该研究发现含Li+的盐与活性物质的形成有关,并且在高电位(2.9V Li/Li+)放电的状态下以高选择性的方式实现转化㊂这种方法扩大了CO2转化利用过程中的介质的选择范围,使更多的非水溶剂成为可能[53]㊂这项技术未来最大的挑战是开发适用于该系统并具有高转化率的有机胺捕集剂,以达到连续长周期的循环运行,增加更高的放电容量㊂使有机胺吸收剂既能形成良好的电解质溶剂,又能在形成N-C键后发生电化学的转换㊂图3㊀CO2捕集及电化学转化电池示意和反应过程[52]4 总结与展望适用于燃煤电厂的CO2捕集-封存利用一体化技术近年来得到越来越多的关注,然而目前该技术距离大规模商业化还有差距㊂CO2的捕集-矿化利用一体化技术不仅可以使CO2捕集和封存利用一步完成,还能够实现对CO2的永久封存㊂对于中小CO2排放源或者不具备地质封存条件的CO2排放源来说,利用高钙粉煤灰为原料的CO2的捕集-矿化利用一体化技术可以发挥重要作用㊂由于燃煤电厂的高钙粉煤灰产量与CO2的排放量的不对称,造成CO2减排无法通过单一途径彻底解决㊂而在传统的CO2的捕集-矿化利用一体化技术的基础上,出现了更有发展潜力的CO2捕集及电化学转化利用一体化技术,该技术不仅提供与现有锂电池相当的放电容量,而且当电池放电时,能将电解液中捕集的CO2转化为固体矿物碳酸盐㊁碳以及氧气㊂与其他技术相比,这是将CO2从气体捕集至液相,再转化为固体更有效的方式,固体产物还有很高的利用价值,例如电池制造所需的阴极碳材料,因此该技术有着良好的发展前景,为控制CO2排放提供了更多的解决途径㊂需要在CO2捕集与封存利用方面开展了更广泛的研究工作,继续沿着CO2捕集-封存利用一体化的路线重点开发新型CO2捕集剂以实现高效的CO2捕集-矿化利用一体化工艺,同时还需继续完善新型可持续充电但不可逆的 CO2捕集-电化学碳固定-胺再生 一体化新工艺,为持续有效降低燃煤电厂CO2排放提供更优的解决方案㊂参考文献[1]㊀MATTER J M,STUTE M,SNAEBJORNSDOTTIR S O,et al.Rapid carbon mineralization for permanent disposal ofanthropogenic carbon dioxide emissions[J].Science,2016,352(6291):1312-1314.[2]㊀SCHRAG D P.Preparing to capture carbon[J].Science,2007,315(5813):812-3.[3]㊀WHIPPLE D T,KENIS P J A.Prospects of CO2Utilization viaDirect Heterogeneous Electrochemical 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二氧化碳收集方法
二氧化碳收集方法
一、吸附和吸附剂：
吸附是指将二氧化碳与某种材料之间的物理或化学吸附作用结合起来，将二氧化碳从气相转移到吸附剂中。
常见的吸附剂包括活性炭、分子筛、金属有机骨架材料等。
通过调节吸附剂的性质和工艺条件，可以实现二氧化碳的高效吸附和解吸。
二、化学反应法：
利用化学反应将二氧化碳转化成其他有用的化学品是一种常见的二氧化碳收集方法。
例如，通过催化剂催化，将二氧化碳和氢气反应生成甲酸、甲醇等有机物，或者将二氧化碳与碳酸氢盐反应生成碳酸钾、碳酸氢钠等化合物。
三、生物固定化：
利用生物体（如微生物或植物）将二氧化碳转化成有机物是一种有效的二氧化碳收集方法。
例如，利用微生物中的催化酶，将二氧化碳还原成有机物，如葡萄糖、乳酸等。
此外，一些植物如树木也能吸收二氧化碳，将其固定在植物体内，起到了一定的环境净化作用。
四、气体分离与捕获：
通过物理方法对混合气体进行分离，将二氧化碳单独捕获出来，也是一种常见的二氧化碳收集方法。
常用的分离技术包括膜分
离、吸附剂选择性吸附、低温分馏等。
五、人工光合作用：
利用太阳能和人工光合作用系统，通过光能将二氧化碳转化为有机物。
这一方法模仿了自然界中植物的光合作用过程，是一种利用清洁能源将二氧化碳转化为可利用化学品的可持续发展方式。
六、地下封存：
将二氧化碳收集后，通过压缩和液化等技术，将其封存在地下的地质层中。
地下封存技术主要利用地质层的隔离性和固体介质，以防止二氧化碳渗漏到大气中。
这是一种适用于大规模气体收集的方法，但也面临地质层选择和监测管理等问题。
化学吸收法二氧化碳捕集工艺
化学吸收法二氧化碳捕集工艺化学吸收法二氧化碳捕集工艺，是一种有效的二氧化碳捕集技术。
其原理是利用一定的化学反应原理，将含有二氧化碳的气体与特定的吸收剂溶液接触，使二氧化碳被吸收剂分离出来，从而实现二氧化碳的捕集。
下面将从工艺流程、设备构成和优势方面对该工艺进行分析。
一、工艺流程化学吸收法二氧化碳捕集工艺主要包括吸收剂循环和二氧化碳吸收两个主要步骤。
1.吸收剂循环在循环中，吸收剂首先从底部吸收器将含有二氧化碳的气体吸收，然后进入顶部吸收器再度接触新的含有二氧化碳的气体。
这样的循环使得吸收剂可以多次利用，提高了捕集效率，并且节约了资源。
2.二氧化碳吸收在这一步中，含有二氧化碳的气体从顶部吸收器进入吸收剂溶液中，随之发生化学反应，将二氧化碳分离出来。
之后，吸附剂在底部吸收器中与空气接触，发生脱附反应并释放出二氧化碳。
这样，吸附剂就可以重新循环再次使用，达到了节约资源、高效捕集的效果。
二、设备构成化学吸收法二氧化碳捕集设备主要由吸收器、再生器、吸附器和除尘器四部分组成。
1.吸收器吸收器一般为垂直的圆柱体，其内部装有用于反应的吸收剂溶液。
在吸收器内部，含有二氧化碳的气体从顶部进入，通过与吸收剂的接触，将二氧化碳分离出来。
在吸收器底部，气体被排出。
2.再生器再生器的作用是将吸收剂中吸附的二氧化碳再度释放出来。
在再生器内部，底部的吸附剂通过加热，使得吸附剂中的二氧化碳释放出来，并与空气接触。
在释放二氧化碳的同时，再生器还会将吸附剂恢复到初始状态。
3.吸附器吸附器通常用于在吸收剂流回吸收器之前，从再生器中移动吸收剂。
吸附器与吸收器类似，其内部装有吸附剂溶液，但其目的不是捕集二氧化碳，而是在吸收剂重复使用时，调整吸收剂中的化学组成。
4.除尘器为了保证处理后的二氧化碳能够符合环保要求，除尘器常用于在排放二氧化碳之前去除残留的颗粒物和其他污染物。
三、优势相比于其他二氧化碳捕集工艺，化学吸收法具有以下一些优势：1.占地面积小化学吸收法二氧化碳捕集工艺所需的设备和反应器相对较小，所以占用的场地也相对较小。
实验室收集二氧化碳的方法及原因
实验室收集二氧化碳的方法及原因
1 收集二氧化碳的方法
现代实验室收集二氧化碳的方法大多是采用物理学的技术与原理，即利用电离反应将二氧化碳固定在电解质离子材料表面，实现收集和
固体化，从而实现实验室收集二氧化碳的目的。
1.1 除霜技术
除霜技术是利用二氧化碳等化合物承载物承受除霜调节器，在其
表面上共析出水汽，从而形成二氧化碳和水汽的气体混合物，从而实
现实验室收集二氧化碳的目的。
1.2催化技术
催化技术是利用催化剂的作用，一定的温度和压力条件下，使二
氧化碳气体能够在特定的物质表面上形成实质性分子聚合物，从而可
形成碳己烯的混合物，实现实验室收集二氧化碳的目的。
1.3 吸附技术
吸附技术是利用某种类型的吸附剂，将二氧化碳从气体状态吸附
到其表面，再运用吸附剂共适应性能进行吸附，使其变为固态，经过
简单的方法加热，再利用工艺技术进行脱氢，得到碳氢化合物，实现
实验室收集二氧化碳的目的。
2 收集二氧化碳的原因
二氧化碳是全球变暖的主要原因之一，人类活动大量排放的二氧化碳会造成温室效应，使得气候变化急剧加剧，有可能陷入无法控制的险境。
因此，越来越多的实验室开始收集二氧化碳等温室气体，优先进行温室效应排放控制。
此外，二氧化碳也是新型能源发展的必备资源之一，实验室收集二氧化碳可作为原料化学生产利用，有助于环境保护和可持续发展。
实验室收集的二氧化碳也可以用于水处理或变为新的能源，从而更好地改善我们的生活质量。
因此，实验室收集二氧化碳的原因是抑制全球变暖，促进新能源可持续发展，以及改善生活质量。
二氧化碳捕集项目工艺
二氧化碳捕集项目工艺二氧化碳捕集项目工艺是一项非常重要的环保领域研究，其目的是通过收集和储存CO2，控制大气中CO2的浓度，缓解气候变化的问题。
下面，我们将分步骤阐述二氧化碳捕集项目工艺。
第一步：气体捕集二氧化碳捕集项目工艺首先需要实现CO2的捕集。
一般而言，CO2的捕集方法包括物理吸附、化学吸收、膜分离和生物处理等多种途径。
其中，化学吸收法是目前应用最为广泛的方法，其主要原理是通过吸收剂和CO2的反应，将CO2从烟气中分离出来。
常用的吸收剂有氨、胺、碱性海盐与脂肪酸盐等。
第二步：净化气体进行气体捕集后，需要进一步将气体进行净化，去除其中的杂质和污染物，以减少后续的后期处理成本。
通常采用各种过滤器、催化剂、干燥剂等进行净化，其中最常用的方法是利用吸附剂和超滤膜来去除气流中的固体和液体颗粒。
第三步：冷却压缩经过净化的气体需要通过压缩冷却的方法进行处理。
这一步骤可以将气体压缩至约15个标准大气压并降温，从而将其转化为液态状态，以便于进行后续的储存和运输。
第四步：储存运输经过冷却压缩后的液态CO2需要进行储存和运输。
目前，液态CO2储存与运输有四种主要途径：通过管道输送、通过公路运输、通过铁路运输、以及通过海洋运输。
在储存过程中，需要特别注意储存场所的安全性和防火措施，以及注意CO2的持续监测和维护。
综上所述，二氧化碳捕集项目工艺是一个非常复杂的技术体系，需要高强度的技术支持和大量的研发投入。
尽管如此，它依旧是环保领域中最为重要的一环。
随着技术和环保意识的不断提高，相信在未来二氧化碳捕集项目工艺将得到更好的发展和完善。
低压低浓度二氧化碳捕集技术工艺包
低压低浓度二氧化碳捕集技术工艺包
低压低浓度二氧化碳捕集技术工艺包是一种用于从低压和低浓度二氧化碳气流中捕集二氧化碳的工艺包。
该工艺包包括以下步骤：
1. 气流预处理：将待处理气流送入预处理设备，去除其中的杂质和粒子物质，确保气流的纯净度。
2. 吸收：将经过预处理的气流导入吸收器中，吸收器中含有吸收剂，通常使用胺类物质作为吸收剂。
在吸收剂中，二氧化碳与胺发生反应形成胺盐，以此将二氧化碳从气流中捕集下来。
3. 脱附：将胺盐溶液送入脱附器中，通过升高温度和降低压力来将吸收剂中的二氧化碳脱附出来。
脱附后生成的气体富含二氧化碳，可以进行后续处理或储存。
4. 吸收剂再生：经过脱附的胺溶液被送入再生器中，在高温下将其中的二氧化碳脱去，再生胺溶液以供下一轮吸收使用。
5. 二氧化碳处理：脱附出的富二氧化碳气体可进行进一步处理，例如压缩、净化或储存，以满足各种应用需求。
低压低浓度二氧化碳捕集技术工艺包主要适用于小规模二氧化碳捕集项目，例如工业废气处理、天然气净化和二氧化碳回收利用等领域。
相比高压高浓度二氧化碳捕集技术，低压低浓度工艺包具有设备结构简单、操作成本低的优点，适用于处理气流中二氧化碳浓度较低的情况。
dac碳捕获基本工艺流程
dac碳捕获基本工艺流程
DAC（直接空气碳捕获）是一种碳捕获技术，可以从大气中直接捕获二氧化碳。
它的基本工艺流程如下：
1. 空气进气：将大气中的空气通过进气口引入到捕获系统中。
2. 空气预处理：首先，对空气进行预处理以去除含有水分和颗粒物的杂质。
这可以通过使用过滤器和干燥剂来实现。
3. 吸附剂选择：选择适当的吸附剂用于捕获二氧化碳。
常用的吸附剂包括氨纤维素、胺基硅胶等。
4. 吸附：将预处理后的空气通过吸附装置，使其与吸附剂接触。
吸附剂会吸附二氧化碳，并将其他气体释放出来。
5. 解吸：通过加热或减压等方法，将吸附剂中的二氧化碳释放出来。
这个过程被称为解吸。
6. 二氧化碳收集：解吸后的二氧化碳被收集起来，并进行储存或进一步处理。
7. 吸附剂再生：吸附剂在吸附后会失去活性，需要经过再生来恢复其吸附能力。
一般的方法包括加热和减压等。
8. 循环：重复以上步骤，使得吸附剂循环使用，实现持续的碳捕获。
需要注意的是，DAC是一种能耗较高的碳捕获技术，目前仍处于发展阶段。
因此，提高效率并降低成本是该技术的关键挑战之一。
收集二氧化碳的方法
收集二氧化碳的方法
首先，最常见的收集二氧化碳的方法之一就是化学吸收法。
这
种方法利用化学试剂与二氧化碳进行反应，将其吸收并转化为其他
化合物。
其中，最常用的化学试剂是氢氧化钠或氢氧化钙溶液。
这
种方法操作简单，效果稳定，是工业上常用的二氧化碳收集方法之一。
其次，物理吸收法也是一种常见的收集二氧化碳的方法。
这种
方法利用吸附剂将二氧化碳从混合气体中吸附出来。
常用的吸附剂
包括活性炭、分子筛等。
物理吸收法操作简便，不会产生化学反应，且吸附剂可以重复使用，因此在实际应用中也有着广泛的应用。
除了化学吸收法和物理吸收法，还有一种新型的收集二氧化碳
方法——膜分离法。
这种方法利用特殊的膜材料，通过渗透、扩散
等物理过程将二氧化碳从混合气体中分离出来。
相比于传统的吸收法，膜分离法具有操作简便、能耗低、无化学废物产生等优点，因
此在近年来得到了广泛的关注和应用。
除了以上几种方法，还有一些其他的收集二氧化碳的方法，如
冷凝法、压缩法等。
这些方法各有优缺点，可以根据实际情况选择
合适的方法进行应用。
综上所述，收集二氧化碳的方法有很多种，每种方法都有其适
用的场景和特点。
在实际应用中，可以根据具体的需求和条件选择
合适的方法进行收集。
希望本文介绍的内容能够对大家有所帮助，
也希望大家能够积极参与到环保工作中，共同保护我们的地球家园。
燃烧后二氧化碳捕集
（3）CO2再生系统
旋流器浓缩的富液通过高压泵加压至2 MPa，进入换热器与贫液换热。富液在换热器 中加热至80℃，结晶的碳酸氢铵完全溶解后进 人再生塔。溶液在再生塔内向下流动，通过蒸 汽加热器加热至120—150 ℃ ，CO2被分离出 来并向上流动，在再生塔顶部被冷却、去湿和 除氨后离开再生塔。成品CO2的纯度超过 99．5％，可直接工业利用或经压缩、输送后 储存在岩层中。贫液从再生塔底部流出，通过 换热器冷却后进入吸收塔循环利用。
PLEASANT PRAIRIE电厂试验装置
KARLSHAMN电厂试验装置
(2)2007年开始，阿尔斯通公司又分别与美国 的AEP公司和挪威的StatoilHydro公司合作，在 Mountaineer电厂和Mongstad炼油厂开始建设 捕集10万t CO2/年的商业示范装臵，分别计划 于2009年和2010年进行调试。其主要目标是 验证以下内容：CAP工艺能耗低于MEA工艺； 副产物氨硫化物具有潜在的商业价值；CAP工 艺能够适应脱硫装臵出口含酸性气体成分的条 件；反应剂性能稳定，氨逃逸率低，只需很低 的补给率。
冷冻氨法捕集CO2技术 1、反应原理 CAP工艺是以阿尔斯通公司为主开发的一种 C02捕集技术，利用碳酸铵和碳酸氢铵混合 浆液作为循环利用的CO2吸收剂，实现90％ 脱碳率，并高效脱除烟气中残留的SO2、 SO3、HCl、HF、PM等污染物。与C02吸收 有关的总的化学反应见方程(1)～(4):
（2）CO2吸收系统
烟气从底部进入吸收塔，向上流动与塔顶喷淋的 富液逆流接触，90％的CO2被吸收后进人冲洗塔，通过 水洗将携带的氨吸收，然后进入DCC2，进一步吸收残 余氨后通过烟囱排放。 吸收塔底部排出的富液分为2部分：一部分通过旋 流器分离，底流进入CO2再生系统，溢流从上部返回吸 收塔；另一部分通过机械式冷却器冷却后返回吸收塔， 将吸收反应产生的热量排出，以维持吸收塔内的设定温 度。为了弥补氨逃逸的损失，少量新鲜的碳酸铵溶液补 人吸收塔。 水洗塔排出的含氨的水排至CO2/NH3，分离塔，在 蒸汽加热器的作用下，氨被分离出来作为吸收剂重新利 用。干净水经过2级换热器冷却后进入冲洗塔循环利用。
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1．醇胺吸收剂捕集二氧化碳技和净化；
2．具有工艺设计先进，设备和溶液利用率高，体积小，能耗低，设备投入小，日常运行费用低的特点；
3．自主研制的一系列有机醇胺吸收剂，可适用于不同工况的CO2捕集领域，具有热稳定性高、抗氧化能力强、溶液降解率低、对设备腐蚀性小、使用寿命长等优点；
4．采用自主研制脱硫剂和脱烃催化剂的纯化工艺用于精制CO2，使之达到食品级标准；
5．利用自主研制固态胺吸收剂的脱碳工艺可用于果蔬气调保鲜等干法脱碳行业。
工艺流程
含二氧化碳原料气由风机抽送至吸收塔，在吸收塔内大部分二氧化碳被吸收。被除去大部分二氧化碳的空气通过冷却冷凝器除去大部分水分后排入大气。吸收塔釜中的吸收剂（富液）由泵输送，经换热冷却器加热后进入脱吸塔脱吸。被脱吸了大部分二氧化碳的吸收剂（贫液）经换热冷却器冷却后返回吸收塔。由脱吸塔脱吸出的CO2经冷却冷凝器冷却并除去大部分水分后进入纯化系统。经过压缩、除湿、脱硫、脱烃、制冷等工序，得到最终产品-食品级的CO2（液态）。
有机醇胺吸收剂捕集二氧化碳技术
我所是国内最早从事二氧化碳（CO2）的脱除和回收利用的研究所，早在上世纪六十年代就开始了CO2脱除和捕集研究。经过近50年的发展，我所CO2脱除和捕集专业建立了完善的科研和加工生产体系。拥有条件完备的实验室和先进的科研手段，培养了 一批经验丰富的专业队伍，科研力量雄厚。
我所先后研制的一系列液态醇胺、固态胺、肌氨酸钠二氧化碳吸收装置，产品技术居国内领先，达到国外同类产品先进水平，得到顾客的好评。产品和科研成果获部级科研成果奖近二十项，并申请发明专利多项 。