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《污染物控制技术》课程期末考核论文

题目：二氧化碳捕集与处理

院（系）：材料科学与工程学院

专业：热能与动力工程

姓名：

学号：

完成时间2014年12月20日

二氧化碳捕集与处理

摘要：

近年来，大量二氧化碳的排放使得全球气温持续升高，气候问题越来越受到各国人民的关注。

本文从降低二氧化碳排放量出发，总结了当前常用的二氧化碳捕集方法有吸收法、吸附法、膜分离

法、结霜分离法、生物捕捉法，分别阐述了各方法及其优缺点，结合当前技术分析了二氧化碳捕集

技术的发展方向；随后介绍了液态封存和固态封存二氧化碳的现状及技术水平，并分析二氧化碳海

洋封存带来的影响。

关键词：二氧化碳捕集、膜分离技术、二氧化碳处理

前言

随着我国现代工业的快速发展和人口的不断增长，我国能源消耗量急剧增加，尤其

是以煤炭为主的能源消耗位居世界前列，导致了二氧化碳等大量的温室气体的排放，所

带来的气候变暖成为全球性的环境问题，越来越受到各国的政府和人民的关注。由于温

室效应的加剧而带来的气候反常，海平面上升等坏境的问题已经直接威胁到全人类的生

存和发展了。我国二氧化碳排放量仅次于美国，现居世界第二位。C02捕集以及的处理

已经迫在眉睫了。

1二氧化碳捕集技术概况

二氧化碳捕集是指燃烧后的烟气通过分离设备以得到浓度较高的二氧化碳的过程。

目前已知的二氧化碳捕集方法主要有燃烧后捕集、燃烧前捕集、富氧燃烧捕集。当前主

要从燃烧后烟气中着手，比较普遍的二氧化碳捕集手段有吸收法、吸附法、膜分离法、

结霜分离法、生物捕捉法等技术。

1.1吸收法

吸收法捕捉CO的技术根据吸收剂的选择不同又可分为低温甲醇吸收技术、醇胺溶

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液化学吸收技术。

1.1.1低温甲醇吸收技术

该技术是20世纪50年代由德国林德(Linde)公司和鲁(Lurgi)公司联合开发的。其中

大庆甲醇厂合成气脱碳即采用此项技术，但存在着操作成本高的问题。

1.1.2醇胺溶液化学吸收工艺

目前在世界范围内，醇胺化学溶剂吸收法是烟道气酸性气处理使用最多的方法。国

内很多类似装置均采用以MDEA(甲A-乙醇胺)溶剂为吸收液的脱除技术。

1.2吸附法

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吸附法是利用固体、薄膜或者液体维持一种气体或者液体在其表面的方法。这种方

法要求被吸附的气体或液体不与吸附剂发生化学反应。目前较成熟的吸附技术有变温吸

附、变温变压吸附、变电吸附等技术。

1.2.1变压吸附(PSA)

变压吸附技术是利用吸附剂的平衡吸附量随组分分压升高而增加的特性，进行加

压吸附、减压脱附的操作方法。该技术有以下几个特点：①工艺简单，装置操作弹性大；

②能适合原料的气量和组成有较大波动的工况；③操作成本较高，并且再生后的CO纯

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度约为95％。

1.2.2变温吸附(TSA)

变温吸附技术是指CO在较低温下被吸附，吸附完成之后，将吸附剂升温，释放其

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中的CO还原吸附剂。

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1.2.3变温变压吸附(PTSA)

变温变压吸附技术是将CO通到高压下的吸附剂装置中，吸附完成之后降低压力，

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加热吸附剂释放其吸附的CO。使吸附剂循环使用。

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1.2.4变电吸附(ESA)

将CO通到具有吸附性能的特殊装置中，吸附完成后，电极加载到导电炭上，其获

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得能量，释放吸收的CO。这种方法捕集CO相对于其他捕捉技术更加经济可行。

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1.3膜分离技术

膜分离是利用薄膜材料对各种气体的渗透率不同来选择性分离的方法，膜分离工艺

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