1、碳捕集技术主要分为燃烧前捕集、燃烧中捕集和燃烧后捕集,其中燃烧后捕集在当前市场中应用最为广泛。目前主要的燃烧后捕集技术有化学吸收法、物理吸附法以及膜分离法等。化学吸收法作为目前相对成熟,但化学吸收法的高能耗与高昂成本,限制了其大规模发展。
2、化学吸收法多采用有机胺吸收剂。这是最常见的CO₂ 吸收剂,根据有机胺的类型可以分为伯胺、仲胺和叔胺。其中,伯胺和仲胺吸收剂的胺基氢原子活性高,反应动力学快,因此反应迅速,但伯胺和仲胺吸收剂吸收CO₂后形成的氨基甲酸酯比较稳定,导致再生能耗较高。与伯胺和仲胺吸收剂相比,叔胺吸收剂具有更高的吸收容量、较低的吸收热量、较低的再生能耗以及较慢的反应动力学。
3、除了上述按照有机胺的类型分类外,还可按照吸收剂的组分将有机胺吸收剂分为单组分胺吸收剂和复合胺吸收剂。
4、单组分胺吸收剂包括单乙醇胺(MEA)吸收剂、二乙醇胺(DEA)吸收剂、N-甲基二乙醇胺(MDEA)吸收剂,以及其他类型吸收剂。其中,MEA属于伯胺,DEA属于仲胺,MDEA属于叔胺。
5、三种吸收剂各有优劣势,简单来说,伯胺(MEA)仲胺(DEA)吸收快、能耗高、再生难;叔胺(MDEA)再生易、能耗低、吸收慢。虽然30%的MEA溶液已经被广泛应用于工业捕集CO₂领域,但仍存在吸收反应热和再生能耗高、腐蚀设备以及易降解等缺点。因此单组分胺吸收剂很难同时具备吸收速率高、吸收容量大、再生能耗低和难降解等特性。传统仲胺法并非最佳方案路径。
6、为同时满足吸收剂吸收速率高、吸收容量大以及再生能耗低等需求,现在提出了复合胺吸收剂,即采用多种不同类有机胺共混吸收CO₂。通常采用伯胺或仲胺与叔胺按照一定比例混合的方式组成复合胺吸收剂,该类吸收剂能够同时具有较高的吸收速率与吸收容量,以及较低的再生能耗,是未来CCUS工业化的主要研究方向。但是复合胺吸收剂仍需进一步降低再生能耗,以及减少设备腐蚀。
7、通常燃煤电厂烟气中CO₂的体积浓度大约在12%-15%之间。浓度可能与煤种、锅炉效率、负荷率以及脱硫脱硝等环保设施的运行情况有关。
8、除了上述胺液吸收剂之外,化学吸收法还有碳酸盐(碳酸钾)溶液吸收剂、氨水吸收剂、相变吸收剂、离子液体吸收剂等,根据实际需要再开展研究。






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