二氧化碳的捕获和封存技术进展_黄斌
二氧化碳捕集与储存技术的研究现状与发展趋势
二氧化碳捕集与储存技术的研究现状与发展趋势随着人类对能源和工业的需求增加，大量的二氧化碳排放导致了全球气候变暖等环境问题，迫切需要探索新的解决方案。
二氧化碳的捕集和储存技术被认为是目前有效的减少二氧化碳排放的手段之一。
本文将探讨二氧化碳捕集与储存技术的研究现状及其未来发展趋势。
1. 二氧化碳捕集技术的研究现状二氧化碳捕集技术基本上可以分为三类：吸收、吸附和化学反应。
吸收法是将空气或烟气通过化学液体，如氨水、碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾等，从中吸收二氧化碳。
吸附法是通过多孔吸附剂，如活性炭、沸石、硅胶等，将二氧化碳吸附在其表面上。
化学反应法是将二氧化碳和其他物质反应生成固体产物，如钙碳酸盐、镁碳酸盐等。
吸收法是目前应用最广泛的方法，主要用于工业排放和纯化二氧化碳。
吸附法在实验室中取得了一定的成果，但目前还需要进一步提高其效率和稳定性。
化学反应法的研究还处于初步试验阶段。
2. 二氧化碳储存技术的研究现状二氧化碳储存技术主要包括地下埋存、化学固化和生物转化三个方向。
地下埋存是将二氧化碳直接储存到地下岩石层中，防止其进入大气。
化学固化是将二氧化碳和其他物质反应生成永久性固体。
生物转化是利用微生物、植物等生物体将二氧化碳转化为有机物质。
地下埋存是目前应用最广泛的方法，可以分为“扩散”、“溶解”和“封存”三类。
扩散是指将二氧化碳扩散到岩石孔隙中，使其在地下形成稳定的气体储集体。
溶解是将二氧化碳溶入岩石中的水中，形成酸性水溶液。
封存是将二氧化碳封存在地下盐穴和煤层之中。
3. 二氧化碳捕集与储存技术的发展趋势尽管二氧化碳捕集与储存技术已经取得了一定的进展，但还面临着许多挑战。
其中最重要的问题之一是成本。
由于以下设备和材料的高成本，这些技术的投资并不划算：吸收剂、吸附剂、反应催化剂、压缩和输送设备，以及地下岩石层钻探和储存设备。
另一个问题是安全性。
由于二氧化碳是一种不可见、难以感觉到的气体，如果泄漏，无形的气体对人和环境造成的风险不能忽略。
二氧化碳的捕获和封存技术进展
１．３ 纯氧燃烧技术［５］
该技术是利用空分系统获得富氧或纯氧， 然后燃
料与氧气共同进入专门的纯氧燃烧炉进行燃烧， 一般需
要对燃烧后的烟气进行重新回注燃烧炉， 这一方面降低
燃烧温度； 另一方面也进一步提高了 ＣＯ２ 的体积分数。 由于烟气中 ＣＯ２ 的体积分数高， 可显著降低 ＣＯ２ 捕获 的能耗， 但必须采用专门的纯氧燃烧技术， 需要专门材
ＣＯ２ 捕获技术发展的方向是降低技术的投资费 用和运行能耗。从分离作用在燃烧的不同阶段分， 主 要有 ４ 种［２］ ， 即： 燃烧后脱碳、燃烧前脱碳、纯氧燃烧 技术以及化学链燃烧技术。
１．１ 燃烧后脱碳技术［３］
在燃烧后的烟气中捕获或者分离 ＣＯ２。电厂中 产生 ＣＯ２ 的系统主要是锅炉和燃机， 现有的绝大多 数火力发电技术， 包括新建和改造， 都只能采用燃烧 后烟气捕获的方法进行 ＣＯ２ 的分离， 可使用的范围 非常广； 而另一方面， 烟 气 体 积 大 、排 放 压 力 低 、ＣＯ２ 的分压小， 投资和运行成本很高。
２．３ 膜分离法
膜分离法是被认为最有发展潜力的脱碳方法， 它
１５
发电技术
（ 绿色煤电专栏）
中国电力
第 ４０ 卷
表 １ 主要 ＣＯ２ 捕获技术［１］ Ｔａ ｂ．１ Ｍａ ｉｎ ＣＯ２ ｃａ ｐｔｕｒｅ ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｓ
技术
工业应用
吸
化学法（ ＭＥＡ）
脱除天然气中的 ＣＯ２， 脱 除 烟气中的 ＣＯ２
２．２ 吸附法
吸 附 法 是 通 过 吸 附 体 在 一 定 的 条 件 下 对 ＣＯ２ 过 恢 复 条 件 将 ＣＯ２ 解 析， 从而达到分离 ＣＯ２ 的目的。按照改变的条件， 主 要有变温吸附法（ ＴＳＡ） 和变压吸附法（ ＰＳＡ） 。由于温 度的调节控制速度很慢， 在工业中较少地采用变温 吸附法。吸附法主要依靠范德华力吸附在吸附体的 表面， 吸附能力主要决定于吸附体的表面积以及操 作的压（ 温） 差， 一般其效率较低， 需要大量的吸附 体， 使此种技术成本非常高。现在 ＣＣＰ 项目正在研 究 另 一 种 新 的 吸 附 法— ——变 电 吸 附 （ ＥＳＡ） ， 它 通 过 活性炭纤维对 ＣＯ２ 进行 吸 附 ， 通 过 电 流 的 改 变 进 行 解析分离出 ＣＯ２［１］ 。
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。
二氧化碳的捕获和封存技术进展
中国华能绿色煤电二氧化碳捕获和封存示范工程
总结词
华能绿色煤电二氧化碳捕获和封存示范工程是中国华能 集团建设的全球规模最大的绿色煤电项目之一，通过集 成多项清洁煤电技术和二氧化碳捕获与封存技术，实现 了高效率、低排放的煤电能源利用。
详细描述
华能绿色煤电工程采用了先进的清洁煤电技术，如超超 临界燃煤发电、整体煤气化联合循环发电等，同时集成 了二氧化碳捕获与封存技术。通过这些技术的应用，工 程实现了高效率、低排放的煤电能源利用，为全球的碳 减排提供了重要的技术支持和实践经验。
经济挑战
投资成本高
01
二氧化碳捕获和封存技术需要大量投资，且回报周期长，给企
业带来较大经济压力。
运营成本高
02
由于技术不成熟和设备维护费用高，二氧化碳捕获和封存的运
营成本也较高。
经济效益不明显
03
二氧化碳捕获和封存技术的经济效益并不明显，难以吸引企业
积极参与。
社会接受度挑战
公众对二氧化碳捕获和封 存技术不了解
燃烧后捕获
要点一
直接空气捕获
直接空气捕获技术是一种从大气中直接捕获CO2的方 法。该技术主要涉及化学反应和吸附过程，将大气中 的CO2转化为固体形态，随后进行压缩和封存。
要点二
工业排放源捕获
工业排放源捕获技术主要针对钢铁、电力、化工等重 工业排放源进行捕获。这些排放源通常包括高浓度的 CO2，因此可以直接进行压缩和封存。
随着技术的不断进步和应用场景的不断扩展，二氧化碳的捕获和封存技术将会得到更加广泛的应用和 推广。
02
CATALOGUE
二氧化碳捕获技术
燃烧前捕获
煤气化联合循环发电的燃烧前捕获
在燃烧前将煤炭转化为煤气，然后通过水煤气变换反应将一部分CO2留在煤气中，随后将混合气体燃烧并发电。
二氧化碳捕集与封存技术
二氧化碳捕集与封存技术《二氧化碳捕集与封存技术》二氧化碳，这看不见摸不着的气体，在如今的世界里可算是个大明星。
为啥呢？因为它和全球变暖这事儿脱不了干系。
那怎么办呢？这就引出了二氧化碳捕集与封存技术。
先来说说二氧化碳捕集。
这就好比是抓小偷，要把那些散落在空气中的二氧化碳给逮住。
发电厂、工厂的烟囱可是二氧化碳的大排放源。
捕集技术就得在这些地方大显身手。
有一种化学吸收法，就像是给二氧化碳设了个甜蜜的陷阱。
利用特殊的化学溶剂，二氧化碳一进去就被黏住了，就像小虫子掉进了黏黏的蜘蛛网。
还有吸附法，这就像是给二氧化碳准备了一个个小房子，这些小房子的墙壁有着特殊的材料，二氧化碳一来就被吸附在上面，乖乖地待着，动弹不得。
捕集到了二氧化碳，那得找个地方存放啊，这就是封存。
往地下存二氧化碳，这事儿听起来有点玄乎。
就好像是把宝藏藏到地底下。
地质封存是比较常见的方式。
有些枯竭的油气田就像是一个个大仓库。
这些地方原本就储存着油气，现在油气没了，就可以把二氧化碳存进去。
这些地方的岩石层就像坚固的城墙，把二氧化碳牢牢地锁在里面。
还有海洋封存，大海那么大，看起来是个不错的选择。
不过这就像是把东西扔到一个超级大的杂物间，虽然空间大，但也得小心别弄出乱子。
往海洋里封存二氧化碳，得考虑对海洋生态的影响，不能为了解决一个问题又制造出一堆新问题。
在农村，我们知道要储存粮食，得把粮仓弄得严严实实的，不能让老鼠进去，也不能让粮食受潮。
二氧化碳的封存也有点像这个道理。
要确保封存的地方密封性好，不能让二氧化碳偷偷跑出来。
要是二氧化碳跑出来了，那就像抓回来的小偷又越狱了，之前的努力可就白费了。
二氧化碳捕集与封存技术在实际操作中也面临不少挑战。
成本就是个大问题。
捕集设备、运输管道还有封存场地的建设，都得花钱。
这就像盖房子，从买材料到请工人，哪一样不需要钱呢？而且这技术还得不断改进。
就像一个孩子，得慢慢长大，变得更聪明、更能干。
现在的捕集技术还不能把所有排放源的二氧化碳都高效地捕集起来，就像捕鱼的网，还有很多漏网之鱼。
二氧化碳捕集与地下储存技术的发展现状
二氧化碳捕集与地下储存技术的发展现状随着气候变化的加剧，二氧化碳排放越来越严峻。
目前，减少二氧化碳的排放已成为全球热议的话题，然而，捕集和储存二氧化碳也成为一个备受关注和讨论的重要领域。
此文将从二氧化碳捕集和储存技术的现状入手，探究这个领域的前景和挑战。
二氧化碳捕集技术现状二氧化碳捕集技术被广泛应用于化工、钢铁、水泥和石油炼制等工业过程中，为减少大气中二氧化碳的排放，改善环境保护提供了积极的作用。
因此，发展捕集技术已经成为了全球环境保护的重要议题之一。
一种广泛采用的二氧化碳捕集技术是化学吸收法，该方法利用氢氧化物、氨或胺等化学物质与二氧化碳进行反应，吸收其在气体中的成分。
由于该技术被大规模应用于工业生产中，因此它可以应用于捕集二氧化碳并将其转换为实用的产品，例如生产氮、碳酸钠等。
除了化学吸收法，物理吸附法也是一种常见的二氧化碳捕集技术，利用介孔材料或土壤表面等各种吸附材料，从环境中捕集二氧化碳。
而最新的捕集技术，利用微生物的生物技术，将微生物嵌入到微纳米级多孔金属材料中，利用这些材料进行二氧化碳的吸收和转化。
这种技术提供了一种廉价和有效的捕集二氧化碳技术，可以将生物技术与化学工艺相结合，从而更好地应对气候变化的挑战。
二氧化碳储存技术现状除了捕集技术，地下储存二氧化碳也是一种可行且重要的利用方式。
二氧化碳储存技术，利用地质形态和气体的物理特性可以封存二氧化碳，并将其长期储存在地下。
这种技术的优点在于二氧化碳不会对环境造成直接的影响，因此它是减少大气中二氧化碳含量的主要方式之一。
目前，二氧化碳的储存主要采用两种方式：一种是储存在空腔或空穴之中的调节岩石；另一种是通过气藏封存二氧化碳。
由于调节岩石具有较高的机械和盐酸抗性，因此这种方法适用于地下的岩石层或空穴；而气藏是天然的地下储存空间，可以通过在某些特殊的地层中封存二氧化碳以达到储存的目的。
除了上述的方法，一些新技术已经被开发出来，为地下储存创造了新的可能性。
二氧化碳捕获与封存技术研究进展
二氧化碳捕获与封存技术研究进展随着全球工业化进程的加快和人口的持续增长，二氧化碳排放量的增加已经成为人类面临的一大环境挑战。
二氧化碳是主要的温室气体之一，直接导致气候变化，加剧了全球变暖问题。
为了控制和减少温室气体排放，科学家们不断钻研二氧化碳捕获与封存技术。
本文将从捕获技术和封存技术两个方面，介绍二氧化碳捕获与封存的研究进展。
二氧化碳捕获技术是通过将大气中的二氧化碳捕获并分离出来，以减少其在大气中的浓度。
目前主要有三种常见的捕获技术：吸收法、压缩法和吸附法。
吸收法是指采用溶剂吸收二氧化碳，其中最常用的溶剂是胺类物质。
吸收法具有高效、成熟稳定的特点，已经在工业中得到广泛应用。
然而，吸收法需要大量的能源，且对溶剂的选择和升级仍然是研究的热点。
压缩法是指将二氧化碳气体压缩成液体或超临界流体，使其容积减小，便于储存和运输。
压缩法具有较高的能源消耗，但相对来说碳捕获效率较高。
近年来，超临界二氧化碳技术成为压缩法的研究热点之一，它采用高温高压状态下的超临界二氧化碳作为压缩介质，能够提高碳捕获效果。
吸附法是指利用吸附材料吸附二氧化碳，常用的吸附剂有活性碳、金属有机骨架材料和硅胶等。
吸附法具有较高的选择性和较低的能源消耗，但吸附材料的稳定性和成本问题仍需解决。
在二氧化碳捕获技术的基础上，封存技术被提出用于长期地储存和隔离被捕获的二氧化碳。
目前主要有三种封存技术：地质封存、海洋封存和矿化封存。
地质封存是指将捕获的二氧化碳在地下储存，主要通过注入到地下的岩石层或含有大量孔隙地层中。
地质封存技术已经在一些工业规模项目中得到了应用，但对于储存层稳定性和封存过程中可能产生地震的风险仍需关注。
海洋封存是指将捕获的二氧化碳溶解在海水中，储存于海洋深处。
海洋封存技术相对成本较低，但涉及到生态环境和环境安全问题，需要更多的科学研究和评估。
矿化封存是指将二氧化碳转化为矿物形式，贮存在地下。
这种技术具有较高的稳定性和长期的封存效果，但目前仍面临产量低、技术成本高等挑战。
化学吸收法捕集二氧化碳研究进展
化学吸收法捕集二氧化碳研究进展吴彬;黄坤荣;刘子健【摘要】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CO2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.%The method of chemical absorption is most widely used for the capture of carbon dioxide in flue gas at power plants.The chemical absorption method based on alkylol amine,hot potassium alkali solution and ammonia water as the absorbent was introduced.The current research status,absorption principle,advantages and disadvantages were analyzed,and the development of carbon dioxide capture in the future was discussed.The chemical absorption method of CO2 was mainly focused on the exploration of the absorber.At the same time,the development of other capture technologies will greatly promote the progress of the carbon dioxide capture,such as ionic liquid,metal organic skeleton and membrane separation technology.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2017(045)011【总页数】4页(P11-14)【关键词】化学吸收法;二氧化碳;捕集【作者】吴彬;黄坤荣;刘子健【作者单位】南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001;南华大学机械工程学院,湖南衡阳 421001【正文语种】中文【中图分类】TQ110.2我国CO2排放的50%来自燃煤电厂，这意味着电力行业二氧化碳的减排对抵制温室效应有着非常显著的作用。
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。
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。
二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景
二氧化碳捕集利用和封存技术发展现状与应用前景二氧化碳（CO2）是最主要的温室气体之一，对全球气候变化产生重大影响。
因此，减少CO2排放和寻找其利用途径已成为全球共同关注的问题。
二氧化碳捕集利用和封存（CCUS）技术是一种关键的解决方案，旨在将CO2捕获、利用或封存，以减少其对大气的释放。
本文将分析CCUS技术的发展现状，并探讨其在未来的应用前景。
目前，CCUS技术主要包括CO2捕获、CO2利用和CO2封存三个方面。
首先，CO2捕获是CCUS技术的关键环节，用于从工业排放和能源生产等过程中捕获CO2。
目前，主要的CO2捕获技术包括物理吸收、化学吸收、膜分离和固体吸附等。
这些技术具有各自的优缺点，需要根据具体应用情况选择适当的技术。
其次，CO2利用技术将被捕获的CO2转化为有价值的化学品或燃料。
例如，利用CO2合成甲醇、氨、石油和石化产品等。
此外，CO2还可以用于增强油田采油，被注入到油井中以提高原油的回收率。
这些利用途径不仅可以减少CO2排放，还能创造经济价值。
最后，CO2封存技术将被捕获的CO2安全地储存起来，避免其进入大气。
目前，主要的CO2封存方法包括地下封存和海洋封存。
地下封存通常将CO2注入地下盐岩层或其他地质层中，以实现长期稳定存储。
海洋封存则将CO2封存在深海或海底沉积物中。
尽管CO2封存技术旨在安全地固定CO2，但仍需要对潜在风险进行充分评估，以确保环境没有受到负面影响。
当前，CCUS技术在全球范围内得到越来越多的关注和应用。
一些国家和地区已经开始推动CCUS技术的发展，并在建设大规模CCUS项目。
例如，挪威的萨克森加项目是最大的欧洲CCUS项目之一，旨在捕获并封存每年400万吨CO2。
类似的项目还在美国、加拿大、中国和其他许多国家进行中。
未来，CCUS技术有望在多个方面发挥重要作用。
首先，它将帮助实现可持续发展目标，减少温室气体排放，降低对化石燃料的依赖。
其次，CCUS技术可以促进工业和能源行业的转型，推动绿色经济的发展。
碳捕捉(Carbon capture and storage,简称CCS)
碳捕捉（Carbon capture and storage，简称CCS）CCS碳捕捉，就是捕捉释放到大气中的二氧化碳，压缩之后，压回到枯竭的油田和天然气领域或者其他安全的地下场所。
吸引力在于能够减少燃烧化石燃料产生的有害气体——温室气体。
在世界石油会议（WPC）上，能源行业的老总们都热切希望把它当作一个解决气候将变暖的方案。
但是，技术瓶颈仍然存在，大规模发展的价格依然昂贵，让项目进行困难重重。
一个经常被谈及的可能性就是碳捕捉和封存（Carbon capture and storage，简称CCS），也就是把二氧化碳深埋于地下。
能源公司对这项技术有着很高的期望。
但是有两个问题。
其一是没人知道这项技术是不是真的那么管用（或者说，是不是深埋的二氧化碳不会泄露）。
另外一点便是虽然我们还不知道效果如何，可以肯定的一点是CCS 技术很贵--它高昂的成本甚至使替代能源都显得十分具有吸引力。
原理“捕捉”碳并不难。
二氧化碳和胺类物质发生反应。
二者在低温情况下结合，在高温中分离。
这样，可以使电厂产生的废气在排放前通过胺液，分离出其中的二氧化碳；之后在适当的地方加热胺液就可以释放二氧化碳。
更好的方法是使煤和水发生反应，产生一种二氧化碳和氢气的混合物。
在这种混合物中二氧化碳含量比一般电厂废气中的更高，所以更容易分离。
之后燃烧的就是纯氢气了。
这套处理工序成本很高，但没有证据表明这个方法是没有效果的。
丹麦一家使用单乙醇胺做二氧化碳吸收剂的实验厂已经运行了两年。
法国的阿尔斯通公司一所设在威斯康星的使用氨水捕捉碳的实验基地也即将建成完工。
真正麻烦的是下一个步骤。
二氧化碳的需要长期埋藏，因此必须达到很多要求。
要成功地封存二氧化碳，需要一块地下1000米以下的岩体。
在这样的深度，压力将二氧化碳转换成所谓的“超临界流体”，而在这样的状态下二氧化碳才不容易泄露。
另外，这片岩体还要有足够多的气孔和裂缝来容纳二氧化碳。
最后，还需要一块没有气孔和裂缝的岩层防止泄露。
二氧化碳捕获与封存技术的研究与应用
二氧化碳捕获与封存技术的研究与应用引言二氧化碳（CO2）的排放被普遍认可是导致全球气候变化的主要原因之一。
为了减少CO2排放的影响，人们开始研究并应用二氧化碳捕获与封存（CCS）技术，该技术可以将二氧化碳气体从各种温室气体源头进行捕获并安全封存起来，防止其进入大气层。
本文将探讨二氧化碳捕获与封存技术的研究进展和应用前景。
1. 二氧化碳捕获技术的研究1.1 物理捕获技术物理捕获技术是目前应用较广泛的二氧化碳捕获技术之一。
它的原理是利用物理方法将CO2从气体混合物中分离出来，常见的物理捕获技术包括吸收剂和膜分离。
吸收剂是通过将气体混合物传过吸收剂溶液中，使二氧化碳分子与吸收剂发生反应，从而将二氧化碳从混合气体中捕获出来。
膜分离是通过有选择性的膜将二氧化碳分离出来，其原理是利用二氧化碳分子相对较小的尺寸和极性来实现分离。
1.2 化学捕获技术化学捕获技术是另一种二氧化碳捕获技术，它采用化学反应将CO2分离出来。
目前研究较多的化学捕获方法是氧化捕获和碱吸收。
氧化捕获通常使用金属氧化物作为催化剂，在高温下将CO2与氢气或其他可还原气体反应，生成固体氧化物和纯净的二氧化碳。
碱吸收则是通过在溶液中加入碱性化合物，使碱吸收剂与CO2反应，形成稳定的碳酸盐产物。
2. 二氧化碳封存技术的研究2.1 地下封存地下封存是将捕获的二氧化碳气体储存于深层地质形成中，通常选择含有适当孔隙和渗透性的地层作为封存层。
其中最常用的地层包括盐岩层、油气田和煤层。
在地下封存过程中，二氧化碳被注入到地下层的气藏中，并通过封存层的岩石层进行封存。
这种方法已被广泛研究和实践，可以长期固定CO2，减少其对气候变化的影响。
2.2 海洋封存海洋封存是将二氧化碳气体储存于海洋中的技术。
尽管海洋是世界上最大的CO2储存库，但海洋封存技术的研究还处于早期阶段。
目前，关于海洋封存的主要研究包括将CO2溶解于水中形成无机碳酸盐和利用气泡在海洋中封存CO2两种方法。
碳捕获与封存技术
碳捕获与封存技术（CCS）2010-01-18 11:21:51| 分类：行业研究阅读315 评论1 字号：大中小订阅目前二氧化碳在大气中的含量水平为百万分之三百八十五，而其正以每年3%的速度增长。
按这个速度发展，到2100年，空气中的二氧化碳的聚集量将达到百万分之一千一百，整个地球的气候条件将逐步接近史前年代：地球大气层和金星的大气层相类似，二氧化碳取代氮气成为主要成分;温室效应造成的高温将不适合任何动物的生存，人类社会则将在这一进程中崩溃。
造成这一切的主要原因，就在于人类的工业化进程使得碳的排放量已经远远超过了自然体系捕获碳的能力。
如何阻止这一进程发展下去是个棘手的问题。
作为补救措施之一，人类已经开始尝试将碳捕获与封存(CCS)作为一种产品推向前台，并已经在部分地区进行试点。
自然碳捕获地球形成之初，大气层的主要成分是二氧化碳和甲烷，是个不适宜居住的星球。
但自然改变了这一切。
经过数亿年的时间，大部分二氧化碳都被“蓄碳池”体系所吸收。
海水、绿色植被都是蓄碳池体系的组成部分。
现今地球的海水里充满了远古时代的碳，其总量大约有35万亿吨。
而经过数千万年的时间，地球上的原始森林也吸进了数万亿吨的二氧化碳。
被植物所捕获到的大多数二氧化碳经过数十亿年的时间，都演变成更加固定的地质形态，包括石灰石、页岩，也包括煤炭、石油和天然气等碳氢化合物。
直到大约500年前，这种自然碳捕获的过程都进行得十分顺利。
碳的循环在当时达到了一定的平衡：腐烂的植物或者火焰每排放一个二氧化碳分子，森林或海洋就会重新吸收一个同样的分子。
空气中的二氧化碳浓度为百万分之二百七十。
然而，从公元1500年开始，这种平衡被逐渐打乱。
由于农业的发展和对木材的需要耗尽了森林，地球吸进碳的能力逐步下降。
更为重要的是，对能源需求贪得无厌的工业革命引发了碳氢化合物燃烧量的骤增，从而扭转了数亿年来碳储存的平衡。
从18世纪末以来，人为的二氧化碳排放量已经从微不足道的每年1亿吨上升到每年63亿吨，大约比生物圈所能吸收的量多了一倍。
二氧化碳捕集与利用技术的进展与展望
二氧化碳捕集与利用技术的进展与展望自工业革命以来，人类对化石能源的不断开采和利用已经导致了地球大气中二氧化碳含量的增加，同时也造成了全球气候变化的问题。
为了解决这一问题，气候科学家们一直在寻找有效的减排手段，其中二氧化碳捕集与利用技术被认为是一种有前途的减排手段。
一、二氧化碳捕集技术的发展二氧化碳捕集技术是利用人工或自然的吸附剂或化学反应等手段将工业排放的高浓度二氧化碳气体捕集或吸收，然后对其进行储存或利用。
近年来，这一技术受到了广泛的关注和研究，科学家们也在不断地探索和改进这一技术。
1. 吸附剂技术吸附剂技术是一种通过物理吸附或化学吸附捕集二氧化碳的方法。
物理吸附是通过选择性吸附剂将二氧化碳从空气中过滤掉，而化学吸附则是通过一种化学反应将二氧化碳转化为固体物质或易于分离和储存的化合物。
2. 化学反应技术化学反应技术是通过化学反应将二氧化碳转化为其他化合物或物质，以达到捕集和利用的目的。
比较常见的化学反应有碳酸钾水解法、胺溶液吸收法和固体氨基化反应法等。
3. 电化学法电化学法是一种利用电化学反应将二氧化碳转化为其他化合物的技术。
目前已经有一些研究表明，利用电化学法将二氧化碳转化为甲烷等有机化合物可以作为一种颇具前景的减排手段。
二、二氧化碳利用技术的发展在二氧化碳捕集的基础上，其二氧化碳的利用也成为了关注的焦点。
二氧化碳可以通过化学反应转化为其他物质，也可以被用于生物反应等，这些利用方式可以有效地降低二氧化碳的排放，同时也具有一定的经济价值。
1. 化学利用二氧化碳可以通过多种化学反应转化为其他物质，其中一些物质可以被应用于许多领域。
例如通过碳酸钙退火可以制造出绝缘材料和高强度建筑材料，而二氧化碳和氢可以制造出甲醇和气化合物等。
2. 生物利用利用生物反应将二氧化碳转化为有机化合物或生物质，这种方式也是一种环保的二氧化碳利用方式。
据测算，在生物技术的帮助下，每年可以将几百万吨二氧化碳变成生物质和其他化合物，这些化合物可以作为新型化工原料、食品添加剂等。
二氧化碳捕集与储存技术的研究进展
二氧化碳捕集与储存技术的研究进展一、引言随着工业化进程的加快，化石燃料的大量燃烧造成的温室气体排放不断增加，进而导致全球气候变暖。
其中，二氧化碳是最主要的温室气体之一，其浓度的升高是气候变化的重要原因之一。
“二氧化碳捕集与储存技术”是解决全球气候变化的一项重要技术，其发展意义重大。
二、二氧化碳捕集技术的研究进展1.吸收剂捕集法利用吸收剂对燃烧排放的气体进行吸收，使二氧化碳与其他气体分离，是一种被广泛采用的二氧化碳捕集技术。
目前，主要的吸收剂包括胺类化合物、碳酸盐、离子液体等。
随着该技术的成熟，相关设备的成本不断降低，有望逐渐在实践中得到应用。
2.膜分离法膜分离技术是指利用半透膜将分子分离的技术，是一种高效、低成本的二氧化碳分离技术。
其中，溶剂渗透法和气体分离法是最为常见的两类方法。
目前，膜分离技术已经广泛应用于化学、食品、药品等行业中，对于二氧化碳捕集领域的应用还有待进一步研究。
三、二氧化碳储存技术的研究进展1.埋存法埋存法是指将二氧化碳直接储存在地下深层岩石或储层中的技术，是目前最为成熟的二氧化碳储存技术之一。
通过对地质条件、地下水化学特性、二氧化碳吸附作用等方面的研究，可以确定合适的储存层和密封层，并对储存效果进行监测和评估。
2.岩石矿物反应法岩石矿物反应法是指利用二氧化碳与岩石中的矿物质反应，形成稳定化的碳酸盐，达到长期储存的效果。
这种技术具有储存效果长久、风险低等优点，但需要注意二氧化碳的注入速度、注入量等因素，以避免岩石矿物质反应速率过快引起的地质风险。
四、存在的问题及展望当前，二氧化碳捕集与储存技术还面临一些挑战，主要包括技术成本较高、运营风险大、大规模应用难度较大等问题。
未来，需要通过科学研究和产业发展的紧密合作，共同解决这些问题。
同时，我们应当推进“绿色发展”，加大对新能源、节能减排、清洁能源等领域的投入，在源头上减少二氧化碳排放，为二氧化碳捕集与储存技术的发展打下更好的基础。
五、结论总之，随着全球气候变暖等问题的加剧，二氧化碳捕集与储存技术的研究显得越来越具有战略性和紧迫性。
《广东省二氧化碳捕集与封存可行性研究》中英合作项目正式启动
ａ ｅ，可从 易到 难，分 ｊ个 阶段 进行 ：第 一 阶段从 天 ｇ） 然 气 中分 离 二氧 化 碳 ，并用 来 提 高石 油采 收 率 和煤
层 气采 收率 ：第 二 阶段从 煤化 工行 业捕 集 二氧化 碳 ，
规模 地 开展 二 氧化碳 在 提 高石油 采 收率 领域 的应用 ； ４￣ ０ ５年建 立 ３个二 氧化碳 地 质封存 示 范点，到 ）ｒ １ Ｊ ２ ２２ ０ ０年再 建 ５个示 范点 ，示 范点 的二 氧化碳 注入 量 约 为每 年 １ ０万 吨，持 续一 年 以上；５在 ２ ２ ０ ） ０ ０年前
热 带海洋 学报 Ｊ Ｕ ＮＡ Ｆ Ｔ ＯＰＣ Ｌ ＯＣ Ａ Ｇ Ａ Ｈ Ｏ Ｒ Ｌ Ｏ Ｒ Ｉ Ａ Ｅ ＮＯ Ｒ Ｐ Ｙ
２１ ０ ０年 第 ２ ９卷 第 ３期 ：１ ５ １ ６ ５－ ５
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《 广东省二氧化碳 捕集与封存可行性研究 》中英合作项 目正
式 启 动
２１年 ３ １ ００ 月 ８日，由中 国科 学 院南海 海洋 研究 所（ 海所 ） 头 的 中英合 作 项 目 《 东省 二 氧化 碳 南 牵 广 捕集 与 封存 可行 性 研究 》正式 启 动，并 与 中 国科 学 院广 州 能源 研究 所 （ 能源 所 ） 联合 在 广州 花 园酒 店 召
国家 发改 委资 环处 处 长蒋 兆理 、英 国能源 和气候 部
建立 ２个 商业 性二 氧化 碳封存 区，封存 区 的二氧化
碳封 存量 大 于每年 １ ０万 吨 ，持 续 １ 以上 。 ０ ０年 倪 维 斗 院士 在报 告 中用 实 际数 据 表示 ，在 相 当 长 时 间 内煤 炭仍 会 占我 国一 次 性 能 源 的 ５ ％以上 ， ０ 煤炭 的清 洁 利用 是 中国式 低碳 的关 键 。在各 种 清洁 煤 技术 中，煤基 多联 产 的效率 最高 。 他指 出，煤 炭现 代 化 战 略刻 不容 缓 ，中 国应实 施碳 捕 集 、利 用 与封
二氧化碳捕捉和封存技术
二氧化碳捕捉和封存技术哎呀，说起二氧化碳捕捉和封存技术，这事儿可真是挺有意思的。
你知道吗，我最近去了一趟工厂，亲眼见识了这项技术，真是让我大开眼界。
那天，阳光明媚，我跟着工程师老张，他是个挺有意思的人，一边走一边给我讲这个技术。
他说，现在的工厂啊，烟囱里冒出来的烟，那可都是二氧化碳，对环境不好。
所以他们就搞了这个二氧化碳捕捉和封存技术，就像是给工厂装了个“空气净化器”。
我们走进了一个巨大的车间，里面机器轰隆隆的，声音震得耳朵嗡嗡响。
老张指着一个巨大的管道说：“看，这就是捕捉二氧化碳的地方。
”我凑近一看，管道里头呼呼地冒着气，好像要把周围的空气都吸进去似的。
老张说，这些气体会被送到一个特殊的装置里，那里头有吸附剂，能把二氧化碳给“粘”住。
“那这些二氧化碳最后去哪儿了呢？”我好奇地问。
老张笑了笑，说：“这你就不懂了吧，我们把这些二氧化碳封存起来，有的还能用来制造肥料呢。
”我听了直点头，心想这技术还真不错，变废为宝啊。
我们又去看了封存的地方，那里头有个大罐子，老张说这就是封存二氧化碳的地方。
我看着那个大罐子，心想这玩意儿得有多结实啊，毕竟里面装的可是气体嘛。
老张好像看出了我的心思，他说：“放心吧，这罐子结实得很，能承受很大的压力。
”最后，老张带我看了他们的监控室，那里头有几个大屏幕，上面显示着各种数据。
老张说，这些都是监控二氧化碳捕捉和封存情况的，一点差错都不能有。
我看着那些跳动的数字，感觉这技术真是挺复杂的。
离开工厂的时候，我回头望了望那些高高的烟囱，心里想，这二氧化碳捕捉和封存技术，虽然听起来挺高大上的，但其实就跟我们日常生活中的“空气净化器”差不多，都是为了让我们的环境变得更好。
老张他们做的这项工作，虽然我们平时不太注意到，但真的是挺重要的。
所以啊，下次再听到二氧化碳捕捉和封存技术，可别觉得它离我们很远，其实它就在我们身边，默默地保护着我们的环境呢。
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１．３ 纯氧燃烧技术［５］
该技术是利用空分系统获得富氧或纯氧， 然后燃
料与氧气共同进入专门的纯氧燃烧炉进行燃烧， 一般需
要对燃烧后的烟气进行重新回注燃烧炉， 这一方面降低
燃烧温度； 另一方面也进一步提高了 ＣＯ２ 的体积分数。 由于烟气中 ＣＯ２ 的体积分数高， 可显著降低 ＣＯ２ 捕获 的能耗， 但必须采用专门的纯氧燃烧技术， 需要专门材
ＣＯ２ 捕获技术发展的方向是降低技术的投资费 用和运行能耗。从分离作用在燃烧的不同阶段分， 主 要有 ４ 种［２］ ， 即： 燃烧后脱碳、燃烧前脱碳、纯氧燃烧 技术以及化学链燃烧技术。
１．１ 燃烧后脱碳技术［３］
在燃烧后的烟气中捕获或者分离 ＣＯ２。电厂中 产生 ＣＯ２ 的系统主要是锅炉和燃机， 现有的绝大多 数火力发电技术， 包括新建和改造， 都只能采用燃烧 后烟气捕获的方法进行 ＣＯ２ 的分离， 可使用的范围 非常广； 而另一方面， 烟 气 体 积 大 、排 放 压 力 低 、ＣＯ２ 的分压小， 投资和运行成本很高。
膜
聚合体
产 氢 工 艺 中 ＣＯ２ 分 离 ， 脱 除天然气中的 ＣＯ２
工作压力 分压 ３．５￣１７．０ ｋＰａ 分压大于 ５２５ ｋＰａ
高压
高压 高压 高压
大型化应用的关键问题
未来研发的方向
再生的能耗； 体的预处理
其他酸性气
开 发 具 有 更 高 ＣＯ２ 容 量 和 更低能耗需求的吸附剂；
新的接触反应器
再生的优化
开 发 具 有 更 高 ＣＯ２ 容 量 和 更低能耗需求的吸附剂； 新的接触反应器
吸附剂容量低， 选择性差， 受到低温的限制， 产生的 ＣＯ２ 纯度不高， 压力较低
开发新的具有能在水蒸气
存 在 的 情 况 下 吸 附 ＣＯ２ 的 吸附剂； 开发能产生更高 纯度 ＣＯ２ 的吸附／脱附方法
开发新的具有能在水蒸气
热 能 、金 属 单 质 以 及 ＣＯ２ 和 水 ， 金 属 单 质 通 过 输 送 到空气反应器中与氧气进行反应（ ２） ， 再生为金属氧
化物。燃料反应器里的反应：
ＭｅＯ＋燃料→Ｍｅ＋Ｈ２Ｏ＋ＣＯ２
（ １）
空气反应器里的反应：
Ｍｅ＋１／２Ｏ２→ ＭｅＯ
（ ２）
因为燃 料 反 应 器 生 成 ＣＯ２ 和 水 ， 所 以 ＣＯ２ 的 捕
按照材料的结构不同， 无机膜又分为多孔膜和致 密膜。对于多孔膜， 通常是利用一些多孔金属物作为支 撑， 将膜覆在支撑物上。氧化铝、碳、玻璃、碳化硅、沸石 和氧化锆是最常用的多孔膜材料。多孔膜过滤的机理主 要是努森扩散、表面扩散、毛细浓缩以及分子筛作用。
２．２ 吸附法
吸 附 法 是 通 过 吸 附 体 在 一 定 的 条 件 下 对 ＣＯ２ 进 行 选 择 性 地 吸 附 ， 然 后 通 过 恢 复 条 件 将 ＣＯ２ 解 析， 从而达到分离 ＣＯ２ 的目的。按照改变的条件， 主 要有变温吸附法（ ＴＳＡ） 和变压吸附法（ ＰＳＡ） 。由于温 度的调节控制速度很慢， 在工业中较少地采用变温 吸附法。吸附法主要依靠范德华力吸附在吸附体的 表面， 吸附能力主要决定于吸附体的表面积以及操 作的压（ 温） 差， 一般其效率较低， 需要大量的吸附 体， 使此种技术成本非常高。现在 ＣＣＰ 项目正在研 究 另 一 种 新 的 吸 附 法— ——变 电 吸 附 （ ＥＳＡ） ， 它 通 过 活性炭纤维对 ＣＯ２ 进行 吸 附 ， 通 过 电 流 的 改 变 进 行 解析分离出 ＣＯ２［１］ 。
１．２ 燃烧前脱碳技术［４］
在碳基燃料燃烧前， 首先将其化学能从碳转移 到 其 他 物 质 中 ， 然 后 再 将 其 进 行 分 离 ， ＩＧＣＣ 就 是 最 典型的可以进行燃烧前脱碳的系统。如图 １， 燃料 首先进入气化炉气化， 生产出煤气， 然后再将煤气 进 行 重 整 ， 使 煤 气 变 为 ＣＯ２ 和 Ｈ２， 将 燃 料 化 学 能 转 移 到 Ｈ２ 中 ， 然 后 再 对 ＣＯ２ 和 Ｈ２ 进 行 分 离 。 一 般 ＩＧＣＣ 系 统 的 气 化 炉 都 采 用 富 氧 或 纯 氧 技 术 ， 所 需 分 离 气 体 体 积 大 幅 度 变 小 、ＣＯ２ 体 积 分 数 显 著 变 大 ， 从 而 大 大 降 低 投 资 和 运 行 费 用 ， 使 ＩＧＣＣ 成 为 未来电力行业发电技术的优选。美国的未来电力、 中国的绿色煤电 、日 本 的 鹰 计 划 以 及 澳 大 利 亚 的 零 排 放 发 电 等 技 术 均 计 划 采 用 ＩＧＣＣ 作 为 基 础 ， 进 行 燃烧前的脱碳。
获非常容易， 此技术仍处于研究阶段， 现在主要采用
热重分析仪、流化床和固定床进行探索性研究， 研究
的金属物质 主 要 有 Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｍｎ 和 Ｃｄ， 燃 料 大
多采用 Ｈ２、ＣＨ４ 和 ＣＯ。
２ ＣＯ２ 分离技术
主要的 ＣＯ２ 捕获技术见表 １。
２．１ 吸收法［７］
吸 收 法 分 离 ＣＯ２ 主 要 有 物 理 吸 收 法 和 化 学 吸
发电技术
（ 绿色煤电专栏）
第４０ 卷第 ３ 期 ２００７ 年３ 月
中国电力 中ＥＬ国ＥＣＴ电ＲＩＣ力ＰＯＷＥＲ
Ｖｏｌ． ４０ ， Ｎｏ． ３
Ｍａｒ第． ２０４００７ 卷
二氧化碳的捕获和封存技术进展
黄 斌， 刘练波， 许世森
（ 西安热工研究院有限公司， 陕西 西安 ７１００３２）
摘 要： 人 类 活 动 产 生 的 ＣＯ２ 长 期 积 累 有 可 能 对 全 球 气 候 造 成 严 重 影 响 ， 通 过 ＣＯ２ 捕 获 和 封 存 （ ＣＣＳ） 技 术 进行电厂脱碳是减少 ＣＯ２ 进入大气的一个重要切入点。电厂 ＣＯ２ 捕获技术路线分为燃烧 前 脱 碳 技 术 、 燃 烧 后 脱 碳 技 术 、 纯 氧 燃 烧 技 术 以 及 化 学 链 燃 烧 技 术 ； ＣＯ２ 捕 获 技 术 则 主 要 有 吸 收 法 、 吸 附 法 和 膜 分 离 法 等 ， 其中膜分离法是最有发展潜力的技术。油气田、煤层田以及盐水层具有长期安全封 存 ＣＯ２ 的 能 力 ， 且 有 巨 大的封存容量。
关键词： ＣＯ２； 捕获； 封存； 脱碳； 膜分离法
中图分类号： Ｘ５１
文献标识码： Ａ
文章编号： １００４－９６４９（ ２００７） ０３－００１４－０４
０ 引言
１ 电厂 ＣＯ２ 捕获技术路线
随着温室效应对世界气候的影响日益显现， ＣＯ２ 已经成为公众最为 关 注 的 焦 点 之 一 。ＣＯ２ 的 排 放速度正随着人类利用能源速度的增长而迅速地增 长， 据政府间气候变化专门委员会（ ＩＰＣＣ） 预测［１］， 人 类活动产生的折算 ＣＯ２ 将从 １９９７ 年的 ２７１ 亿 ｔ／ａ 增 长到 ２１００ 年的 ９５０ 亿 ｔ／ａ， 而大气中 ＣＯ２ 的体积分 数 也 将 从 现 有 的 ３６０×１０－６ 增 长 到 ２０５０ 年 的 ７２０ × １０－６， 减 少 ＣＯ２ 的 排 放 是 一 个 关 系 到 人 类 社 会 持 续 发展的问题。
主要是在一定条件下， 通过膜对气体渗透的选择性把 ＣＯ２ 和其他气体分离开。按照膜材料的不同， 主要有聚 合体膜、无机膜以及正在发展的混合膜和其他过滤膜。
聚 合 体 膜 又 分 为 玻 璃 质 膜 （ ｇｌａｓｓｙ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ） 和 橡 胶 质 膜 （ ｒｕｂｂｅｒｙ ｐｏｌｙｍｅｒｓ） ， 因 为 前 者 具 有 更 好 的 气体选择性和机械性能， 现在几乎所有的工业选择 性渗透分离膜均采用玻璃质膜［１］ 。聚合体膜容易装 配， 单位体积具有较大的过滤面积， 能大大减少过滤 设备的体积， 从而使其投资较低。但其不能在较高的 温度（ ＞１５０ ℃） 和腐蚀环境中工作， 这也阻碍 了 其 在 电力行业的发展。
收 法 ， 物 理 吸 收 法 就 是 采 用 对 ＣＯ２ 溶 解 度 大 、选 择 性 好 、性 能 稳 定 的 有 机 溶 剂 ， 通 过 加 压 溶 解 ＣＯ２ 来 完成捕捉过程， 然后 降 压 进 行 ＣＯ２ 的 释 放 和 溶 剂 的 再 生 。典 型 的 物 理 吸 收 法 主 要 有 环 丁 砜 法 、聚 乙 二 醇 二甲醚法以及甲醇法等； 化学吸收法则主要采用碱 性溶液对 ＣＯ２ 进行溶解 分 离 ， 然 后 通 过 脱 析 分 解 分 离出 ＣＯ２ 气体同时对溶 剂 进 行 再 生 ， 典 型 的 化 学 吸 收溶剂主要是 Ｋ２ＣＯ３ 水溶剂（ 再加少部分胺盐或钒、 砷 的 氧 化 物 ） 和 乙 醇 胺 类 水 溶 液 （ 如 ＭＥＡ、ＤＥＡ 和 ＭＤＥＡ 等） 。此种方法在化工类已较为普遍和成熟， 对 ＣＯ２ 的捕获效果好， 但 由 于 溶 剂 再 生 耗 能 大 ， 用 于电力行业还是存在运行成本昂贵的问题。值得注 意的是， ＣＣＰ 项 目 近 期 研 究 开 发 的 胺 喷 淋 法 不 管 在 投资运行费用还是在效率上都获得了极大的改善， 这 也 使 得 这 项 被 认 为 开 发 潜 力 不 大 的 “成 熟 ”的 技 术 在电力行业中运用产生了希望。
２．３ 膜分离法
膜分离法是被认为最有发展潜力的脱碳方法， 它
１５
发电技术
（ 绿色煤电专栏）
中国电力
第 ４０ 卷
表 １ 主要 ＣＯ２ 捕获技术［１］ Ｔａ ｂ．１ Ｍａ ｉｎ ＣＯ２ ｃａ ｐｔｕｒｅ ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｓ
技术
工业应用
吸
化学法（ ＭＥＡ）
脱除天然气中的 ＣＯ２， 脱 除 烟气中的 ＣＯ２
在人类 排 放 的 ＣＯ２ 中 ， 电 厂 是 最 大 最 集 中 的 排 放源， 控制电厂 ＣＯ２ 的 排 放 是 人 类 减 少 ＣＯ２ 进 入 大 气最重要的切入点。美国能源部 １９９９ 年提出了减少 碳进入大气的 ３ 条主要途径［１］ ： （ １） 更高效地使用能 源以减少利用碳基燃料的使用量； （ ２） 增加低碳燃料 和无碳燃料的使用， 如核能、太阳能、风能、水电以及 生物质能； （ ３） 发展安全可靠的 ＣＣＳ。ＣＣＳ 技术就是 将利用燃料而产生的 ＣＯ２ 与 其 他 气 体 分 离 开 ， 然 后 经过压缩、脱水和输送， 最后将其安全长久地封存在 地质层中。各国都在通过发展能源技术， 调整能源结 构以提高能源使用效率， 降低高碳基燃料的使用， 取 得了巨大的进步。而对于 ＣＣＳ 技术， 虽然在化工、食 品等行业， ＣＯ２ 的分离已经较为成熟， 在石油开采行 业， 也已经有了较成熟的 ＣＯ２ 驱油技术（ ＥＯＲ） ， 但是 对于电力行业， ＣＣＳ 技术的研究仍处于起步阶段， 迄 今还未有大容量和低廉价格的技术产生。