用于二氧化碳捕集的化学吸收剂研究进展

近年来,在全球大力推进碳中和的背景之下,碳捕集、利用与封存（CCUS）技术的发展进入“快车道”。在整个CCUS产业链条中,碳捕集既是首要环节也是重要节点。常用的碳捕集方法有化学吸收法、膜分离法和物理吸附法等,其中化学吸收法被认为是目前最有市场应用前景的二氧化碳捕集技术,但高能耗与高成本限制了其大规模发展。目前化学吸收法的研究重点主要集中于吸收剂的优化,以降低能耗。对近年来报道的多种化学吸收剂进行了分析和总结,主要聚焦各类化学吸收剂的吸收性能、吸收机理、优缺点和增强途径等方面,并对其未来发展前景进行了展望,以对高效化学吸收剂的开发提供借鉴。     

二氧化碳捕集技术研究进展及其在驱油中的应用

控制二氧化碳(CO₂)排放对保护环境至关重要。综述了目前主流的CO₂捕集技术,包括吸收法和吸附法。介绍了膜分离、离子液体和超重力等化工过程强化技术分别结合吸收法和吸附法在CO₂捕集中的研究进展。CO₂驱油(CO₂-EOR)是CO₂捕集后重要的封存及利用方式,介绍了化学吸收法CO₂捕集应用于CO₂-EOR项目的典型案例。指出需要进一步降低目前CO₂捕集技术的能耗和成本、提高CO₂-EOR注入气源的质量和纯度,并对未来CO₂捕集、利用和封存技术的发展进行了展望。     

二氧化碳捕集分离的研究进展

二氧化碳是重要的温室气体,如何将CO2从混合气体中分离出来并加以合理利用,是消除温室效应的根本所在。本文对国内外关于CO2的分离技术进行了综合阐述,并介绍了各种分离技术的机理、发展现状、分离效果和及其优缺点。并简单探讨了目前研究领域存在的问题,为以后的研究提供方向。     

二氧化碳捕集低温吸附剂研究进展

叙述了CO2低温吸附剂进展情况,着重介绍了无机多孔材料、固体胺和多孔配位骨架材料的研究和发展情况,并对未来的发展趋向进行了评述。     

用于燃烧前二氧化碳捕集的固体吸附剂研究进展

概述了低温和中高温固体吸附剂的研究进展,分析比较了燃烧前CO2捕集中各种固体吸附剂的优缺点,指出了各种固体吸附剂存在的关键问题,并对固体吸附剂的发展方向进行了展望。     

FCC再生烟气中CO_2捕集技术的试验研究

根据FCC再生烟气特点,应用化学吸收法对烟气中CO2进行捕集。在2m3/h烟气中CO2捕集试验装置上对烟气中CO2捕集技术进行试验研究,结果表明,FCC再生烟气中CO2捕集的适宜工艺条件为:吸收剂质量分数15%~30%,吸收温度60~70℃,解吸温度90~120℃,气液体积比100~250,吸收液为全回流状态。在上述条件下,采用开发的新型吸收剂CHA,烟气中CO2的捕集率达95%,解吸率达80%。与单乙醇胺吸收剂(MEA)相比,CHA的吸收速率相当,解吸能耗低,对设备的腐蚀性小,腐蚀速率仅为0.013 6mm/a,同样条件下MEA的腐蚀速率为0.032 5mm/a。烟气中的SO2对CO2的捕集效果影响较大,在CO2捕集前应先脱除。     

新型烟气CO2捕集吸收剂测试分析与优化

进行了高效CO2捕集吸收剂的筛选工作,以中石化新开发的吸收剂为考察对象,以室内烟气CO2捕集实验装置和已建的胜利燃煤电厂烟气100t/d的CO2捕集纯化示范工程为研究平台,进行了吸收剂的测试分析。着重考察了操作条件对CO2产量及再生能耗的影响,并将实验结果与国内某知名公司吸收剂进行了对比分析,提出了优化方案。     

适用于烟气CO2捕集的相变吸收剂研究进展

有机胺化学吸收法具有CO₂脱除率高、选择性好等优点,成为当前应用最为广泛的碳捕集技术。然而传统有机胺化学吸收法也存在再生能耗高、吸收性能不足等问题,因此再生能耗低、吸收性能良好的碳捕集技术的开发成为国内外研究关注的热点。相变吸收剂具有吸收CO₂后可相变分层的特性,相变吸收剂通过减少吸收液再生体积达到降低能耗的目的,成为新一代有机胺化学吸收体系研究的核心。介绍了传统相变吸收剂(液固相变吸收剂与液液相变吸收剂)和新型相变吸收剂(离子液体相变吸收剂与纳米流体相变吸收剂)的研究进展。通过对比分析发现,相较于单乙醇胺溶液,相变吸收剂体系的CO₂吸收容量和循环容量有较大提高,并且再生能耗更低。通过对研究进展的深入分析,指出了相变吸收剂未来的重点研究方向。     

用于二氧化碳捕集的固体吸附剂研究进展

近年来,温室效应引发的环境与社会问题愈发严重。二氧化碳作为主要的温室气体之一,其减排已迫在眉睫。在二氧化碳捕集与利用技术中,固体吸附剂被认为是一种非常有前途的吸附材料且得到了广泛的研究与应用。根据吸附/解吸温度的不同,固体吸附剂被分为3类:适用温度为200℃以下的低温吸附剂,如碳基材料、沸石分子筛、金属有机骨架、碱金属碳酸盐和胺基吸附剂;适用温度为200～400℃的中温吸附剂,如氧化镁和类水滑石衍生吸附剂;适用温度为400℃以上的高温吸附剂,如氧化钙和硅酸盐吸附剂。介绍了3类固体吸附剂的合成方法(水热法、溶胶-凝胶法和浸渍法等)、二氧化碳的吸附容量和稳定性,以及改性方法等,并对固体吸附剂未来的发展方向进行了展望。     

燃煤电厂烟气CO_2捕集双相吸收体系研究进展

CCUS(CO_2捕集、利用与封存)技术中,捕集耗能最大、成本最高,为降低捕集成本,研究学者开发了以有机胺为主的吸收法,但该法的解吸能耗很高,从成本角度考虑,研究学者另开发出双相吸收体系。本文主要综述两相吸收体系,该体系具解吸能耗低,可有效降低胺基碳捕集工艺解吸过程能耗的优点,主要包括液液两相体系、相变离子液体体系、液固两相体系等,为大幅降低解吸能耗提供广阔思路。     

工业排放气二氧化碳捕集与利用技术进展

开发与应用碳捕集技术是改善大气环境、实现“双碳”目标的重要途径之一。总结了工业排放气中二氧化碳的主要来源,分析了物理溶剂吸收法、化学溶剂吸收法、变压吸附法和膜分离法等主流碳捕集技术的原理、路线、应用场景,估算了不同捕集技术在特定气源下的碳捕集成本,介绍了捕集后二氧化碳的主要利用途径;其中列举了不同压力和二氧化碳浓度(10%～90%,体积分数)的多种工况下,碳捕集技术的选择及其优势;将多个碳捕集技术有效组合,可从不同气源获得符合要求的二氧化碳产品,投资与能耗是考量其可行性的重要因素;主流碳捕集技术与液化精馏法可构成“捕集+纯化”耦合工艺,是生产工业级、食品级以及电子级液体二氧化碳的常用工艺路线;最后对碳捕集技术与二氧化碳利用的发展前景进行了展望。本工作可为不同场景下碳捕集技术选型提供参考。     

钢铁行业碳捕集技术的典型应用

碳捕集技术是一项创新且直接有效的碳减排措施,对于钢铁行业实现“碳中和”目标具有重要意义。概述了化学吸收法、物理吸收法、物理吸附法以及膜分离法4种主要碳捕集技术的原理、优缺点、国内应用案例,以及常见的吸收剂、吸附剂和膜材料。综述了国内外钢铁行业典型碳捕集技术的开发应用情况,包括采用化学吸收法的新日铁住金公司ESCAP工艺、浦项钢铁公司氨水化学吸收工艺和新疆八一钢铁股份有限公司醇胺化学吸收工艺,以及采用物理吸附法的JFE钢铁公司变压吸附（PSA）工艺、首钢京唐钢铁联合有限责任公司变温吸附（TSA）+PSA工艺。钢铁行业应用碳捕集技术,在开发低温再生吸收剂、低腐蚀性吸收剂,提高物理吸附法效率,降低捕集成本等方面取得了一定进展,但依然处于初级阶段。为更好地推进碳捕集技术的大规模商业化应用,结合钢铁行业特点提出了几点建议。     

用于二氧化碳捕集的新混合吸收剂的吸收和再生性能研究

近来,一种混合吸收剂乙醇胺-甲醇吸收剂相比于MEA吸收剂有较好的CO2捕集性能。然而,甲醇的挥发是对其应用的最大的阻碍,所以在吸收和再生过程中减少甲醇的挥发是很有必要的。在本研究中,研究了两种混合吸收剂（乙醇胺/三乙醇胺/甲醇和乙醇胺/丙三醇/甲醇）,并且和MEA水溶液吸收剂和MEA-甲醇吸收剂进行了比较。乙醇胺/丙三醇/甲醇的吸收性能在一定的反应时间内好于乙醇胺水溶液吸收剂的吸收性能,而乙醇胺/三乙醇胺/甲醇吸收剂的吸收性能很差,不适于作为CO2的吸收剂。吸收剂中加入三乙醇胺,减少乙醇胺,其对CO2的吸收速率,捕集效率和吸收量均降低。在吸收剂中加入丙三醇,则会降低其对CO2的循环吸收量,增加再生温度,同时吸收剂的密度和粘度也会显著地增加。所以在乙醇胺-甲醇吸收剂中添加三乙醇胺或丙三醇,并不能提高其对CO2的捕集性能。     

二氧化碳捕集实现批量生产

7月3日,满载液态二氧化碳的罐车缓缓驶出胜利油田胜利发电厂大门。这10余吨纯度高于99.5%的二氧化碳将被送到百里之外,用于纯梁采油厂"低渗透油藏二氧化碳驱油提高采收率"项目。至此,胜利油田电厂烟气二氧化碳捕集系统每天可稳定提供60吨以上高纯度二氧化碳。它的推广应用,将为油田大规模     

低成本捕集二氧化碳的新技术

据美国《世界炼油商务文摘周~J）2013年4月8日报道,英国Newcastle大学的研究团队表示,已经发现一种催化剂可以廉价快速转化烟气中的二氧化碳为固体碳酸盐。这一发现表明,为减少温室气体排放采用的碳捕集和储存技术（ccs）的成本可能会大大降低并更为简单。固体碳酸盐是通过碳酸反应生成的,在碳酸反应中二氧化碳首先溶解在水中,然后用镍催化剂与水反应生成碳酸。此前,用于二氧化碳水合生成碳酸最有效的催化剂是碳酸酐酶,Newcastle大学研究团队的方法则是利用镍纳米粒子作催化剂。     

二氧化碳捕集和储存研讨会讨论了存在的问题

2005年11月17-19日，在得克萨斯Galyeston举行了关于CO2埋存的SPE应用技术专题研讨会，回顾了CO2捕集和储存（CCS）的状况，提出了存在的问题，这些问题成为了这项技术被接受和广泛部署的障碍。     

碳捕集技术应用进展及碳交易市场分析

针对低碳经济转型的发展趋势,分析了碳捕集技术的应用进展和碳交易市场的发展前景。常见的碳捕集技术有化学吸收法、物理吸收法、吸附分离法、膜分离法和生物固碳法等,其中化学吸收法技术成熟、应用最广;碳捕集装置可生产工业级和食品级液体CO_2,广泛应用于采油、焊接、化工、食品等领域,2017—2019年国内液体CO_2生产装置开工率为51.0%～54.5%,CO_2下游市场始终呈现出供大于求的态势;碳交易是CO_2减排的推动力,2013—2019年中国碳市场的平均碳价为21.5元/t,预计2020—2030年碳价将逐年提升;目前碳捕集技术的大面积推广还面临着各方面的阻力,包括捕集成本偏高、下游市场需求不足、碳市场有待完善等,未来应继续降低碳捕集装置的投资运行成本,以提高该技术的经济效益,取得更大规模的CO_2减排效果。     

二氧化碳的回收利用与捕集储存

随着“京都议定书”于2005年2月正式生效,二氧化碳的回收与利用,以及其捕集与储存现已成为全球关注的“热点”课题。本文从大型油气生产企业的角度,对涉及的有关问题作扼要评述。     

CO2分离捕集技术研究进展

为降低传统工业企业生产中的碳排放,需要对生产装置进行碳捕集技术改造。文中介绍了膜分离捕集CO₂、吸附反应分离捕集CO₂、空气吸附捕集CO₂及以有机胺溶剂、离子液体溶剂、低共熔溶剂为代表的溶剂吸收捕集CO₂等主流CO₂分离捕集技术研究及工业化应用现状。研究表明,通过功能化改性提高CO₂捕集膜和吸附剂性能成为未来研发方向;降低复配溶剂能耗、控制离子液体制备成本成为当前CO₂分离捕集技术工业应用的发展方向。     

新的无毒吸收剂给碳捕集带来鼓舞

<正>目前碳捕集仍然存在很多问题,如吸收剂本身产生有害的排放物,吸收剂昂贵,且解吸需要耗费大量的热能,这些问题阻碍了其工业应用。英国诺丁汉的Martin Schroeder领导的研究团队,开发了一种称为NOTT-300的新型吸收剂,据称能解决上述所有问题,某种程度上可视为一种革命。