碳捕获与封存技术综述

携带能量 的其他物质进行分离， 如此实现碳在燃料 利用前进行捕获［ 。Ｐ Ｄ ２ Ｃ Ｃ的典型代表是整体煤气 ］ 化联合循环发 电技术（ Ｃ ） Ｇ Ｃ原理是通过化 Ｉ Ｃ 。Ｉ Ｃ Ｇ 学反应将煤或石油残渣等富碳燃料转化为能够在联 合循环机组 中燃烧的合成气 （ 一氧化碳与氢气混合 物） 等燃料 ， 将化学能转移到 Ｈ 上 ， 然后再对 Ｃ ２ ｏ 和 Ｈ２ 进行分离 。由于将 Ｐ Ｃ或 Ｎ Ｃ Ｇ Ｃ改 建为 Ｉ Ｃ Ｇ Ｃ 电厂相当复杂 ， 因此 Ｉ Ｃ Ｇ Ｃ技术仅适用于新 电厂 的
送至地下不可开采 的煤层 、 采空 的油气层或深咸水 含水层进行封存 。 目前 ， Ｃ Ｃ Ｓ技术 尚未 成熟， 还处
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四川化 工
第 １卷 ５
２ １ 第 ２期 ０ ２年
建设 ， 这对 于像 中国这样 的新 兴市 场来说 至关重 要 。
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第 ２期
碳捕 获 与封Hale Waihona Puke Baidu存技 术综述
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碳 捕 获 与 封 存 技 术 综 述
韩 东升 任 吉萍 吴干学 郭 家秀 尹华 强 － （． 川大 学建筑 与环境 学 院 ， １四 成都 ，１０ ５ ６０６ ； ２ 四川 大 学国 家烟 气脱硫 工程技 术研 究中心 ， 都 ，１０ ５ ． 成 ６ ０６ ）
术 在后 端 能 比较 容易地 捕获 Ｃ 。富 氧燃烧 技术适 ｏ２ 用 于新 机 组 ， 可 应 用 于 某 些 改造 机 组 。该 技术 提 也 高 了燃 气 流 中的 Ｃ ２ 度 ， ０浓 因而分 离也更 加容 易 ， 但 同时 也 由于需 要专 门材 料 的纯氧燃 烧设 备 以及空分
利用 、 生态 封存 等 ， 中地质 封存是 主 流方式 。 其
关键 词 ： 氧化 碳 二 Ｉ Ｃ 碳捕 获 Ｇ Ｃ 封存 ＣＳ Ｃ
很多科学家都预测 ， 本世纪全球的平均温度将
上 升 ２ 。 从 而引发 干旱 和洪 水 、 地 冰盖 融化 、 —６Ｃ， 极
于研发阶段 ， 但是该技术的发展前景极其广阔 ， 据专
厂、 炼油厂等大型排放源捕获的 Ｃ Ｏ 液化压缩， 然后
输送 到 地下 深处 长期 或 永久性 “ 埋” 填 在地 质体 中封 存 ［ 。Ｃ １ ＣＳ分 为 主 要 的 两 个 方 面 ： 获 、 存 。首 ］ 捕 封 先从 发 电 、 生产 和燃 料 处 理 过 程 中 （ 放 的气 流 中 ） 排 捕获 Ｃ ； Ｏ２然后 利 用 油罐 或 者 管 道 将 捕 获 的 Ｃ 输 Ｏ２
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图 １ 电厂 Ｃ Ｓ技术路线 Ｃ
１ ２ 富 氧燃烧 捕 获 ．
溶剂 ， 通过 加压 溶解 Ｃ ｚ 完 成捕 捉 过 程 。然 后 降 Ｏ来
压进 行 Ｃ 的释放和溶 剂 的再生 。典 型 的物理 法 主 ｏ２ 要 有环 丁砜 法 、 乙二 醇二 甲醚 法 （ ｅｅ ｏ 法 ） 聚 Ｓ ｌｘ ｌ 和低
家预 测 ， 这项 技术 最 多 可使 全 球 电 厂 的 Ｃ 排 放 量 ｏ２
减少 ９ 。 Ｏ
海 平 面上 升等 各种 灾难 。减 少 Ｃ 排放 量被 认为是 Ｏ。 应 对 全球 变 暖 的关 键 措施 。在 减排 方 面 ， 然 可再 虽 生 能 源利 用技 术很 关 键 ， 这 更 是 中长 期 的努 力 方 但 向；Ｃ Ｃ Ｓ技术 在短期 内实 现 全 球 Ｃ ２ 排 中起 着 至 ０减
体） 是选择 捕 获 系统 时 要 考 虑 的重 要 因素 。影 响 都
Ｌ ａｅｓｉ Ｆ ｒｍ） ｅｄｒｈ ｏｕ 部长级会议在伦敦开幕 。与会 ｐ
的多 国部 长 都 呼 吁应 重 视 发 展 及 商 业 化 利 用 Ｃ Ｓ Ｃ
技 术 以应 对气 候变 化 。
ＣＳ Ｃ 长期使用的制 约因素主要是 Ｃ ｚ Ｏ 捕获 的高成
燃烧 前脱 碳技术 （ Ｃ Ｃ） 指在 碳 基 燃 料 燃 烧 ＰＤ 是 前， 首先 将其 化学 能从碳 中转 移 出来 ， 后再 将碳 和 然
即利用 吸 收 、 吸附 、 温 及膜 系统 等现 已较 为成熟 的 低 工 艺技 术 捕 获 废 气 中 的 Ｃ ， 将 从 发 电厂 、 璃 Ｏ。并 玻
１ 碳捕获技术
目前 ， Ｏ 捕 获 主要 有 三 种技 术 路 线 （ 图 １ ： Ｃ ｚ 如 ）
关重要的作用 。２０ 年 １ 月 １ ０９ ０ ３日， 第三届碳封存
领 导 人 论 坛 Ｃ Ｉ 全 称 是 Ｃ ｒｏ ｅｕｓｒｔ ｎ Ｓ Ｆ（ ａｂ ｎ Ｓｑ ｅｔａｉ ｏ
燃烧前捕获、 富氧燃烧捕获和燃烧后捕获 。燃气 流 中的 Ｃ ｚ Ｏ 浓度 、 燃气流压力 以及燃料类型 （ 固体或气
本， 燃烧 前 的物理 吸附是最 有前 途 的碳捕 获技术 ［ 。 １ ］
１ １ 燃 烧前 捕获 ．
所 谓 Ｃ Ｓ技 术指 的是 碳捕 捉 和封 存技 术 （ 文 Ｃ 英
全 称 是 Ｃ ｒ ｏ ａ ｔｒ ｎ ｔｒｇ ， ａｂ ｎＣ ｐ ｕ ｅａ ｄＳｏ ａ ｅ 缩写 为 Ｃ Ｓ ， Ｃ ）
摘 要
人类活动排放的二氧化碳将导致全球温度上升， 从而引发各种灾难 。Ｃ Ｓ是短期内减缓全球 Ｃ
变 暖速度 的重 要手 段 。文 中综述 了碳捕 获 和碳 封存 的技 术方法 ， 以及 Ｃ Ｓ技 术 存在 的问题 。碳 捕 Ｃ
获分为燃烧前捕获 、 富氧燃烧捕获和燃烧后捕获。碳封存方式有地址封存 、 洋封存 、 矿石碳化 、 工业
温 甲醇法 （ ｅｔ ｏ 法 ） Ｒ ｃｉ ｌ 。 ｓ
富氧燃烧技术 的总体原理是利用空分系统获得
富氧 或纯 氧 ， 与燃 料共 同进 入 专 门的纯 氧 燃 烧炉 进 行 燃烧 ， Ｃ 烟 气 循 环 流控 制 燃 烧 温度 。富氧 燃 由 Ｏｚ
烧产生 的烟气主要 由水和 Ｃ ｚ Ｏ 组成 ， 采用水分离技