碳捕集CCUS工艺及应用

碳捕集CCUS工艺及应用

一、CCUS碳捕集及应用

碳捕集、利用与封存（Carbon Capture, Utilization and Storage，简称 CCUS）是指

将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现CO2 减排的过程。

按照技术流程，CCUS主要分为碳捕集、碳运输、碳利用、碳封存等环节。

其中，碳捕集主要方式包括燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧等；碳运输是将捕集的CO2通过管道、船舶等方式运输到指定地点；碳利用是指通过工程技术手段将捕集的CO2实现资源化利用的过程，利用方式包括矿物碳化、物理利用、化学利用和生物利用等；碳封存是通过一定技术手段将捕集的CO2注入深部地质储层，使其与大气长期隔绝，封存方式主要包括地质封存和海洋封存。

二、碳捕集的主要方式

碳减排首先 步是将二氧化碳捕集，后续可将捕集的二氧化碳直接封存也就是CCS，或是把二氧化碳能源化或资源化也就是CCU。在这些步骤中，二氧化碳捕获是最关键的技术，因为它占整个CCS运营成本的70%以上，CO2捕集可按照对燃料、氧化剂和燃烧产物采用的措施，可以分为燃烧前捕集、纯氧燃烧和燃烧后捕集3大类。常用的方法如化学吸收法、膜分离法、物理吸附法等。化学吸收法被认为是当前 市场前景的吸附方法，在化学吸收中，胺类溶液以其吸收效果好的特点被广泛应用。

三、化学吸收法捕集二氧化碳

化学吸收法是成熟的CO2捕集技术，20世纪即实现了工业应用。化学吸收剂多为碱性溶剂，吸收与酸性气体CO2反应，吸收产物在一定条件下逆向释放CO2，实现吸收解吸循环。

工业常用的有机胺溶液吸收体系，吸收快、CO2脱除率高、成本低，然而溶剂腐蚀性强、过程能耗高，限制了大规模的工业CO2捕集。近年来，着重于新型化学吸收体系的开发和吸收再生过程的设计优化，吸收体系多以有机胺溶剂、氨基酸、离子液体等为主，包括物理﹣化学吸收溶剂、相变吸收剂等，开发了不同气液吸收强化传质设备和新型再生技术，以期实现低能耗的大规模CO2吸收捕集。

近几年，中国建立了一些CO2化学吸收的万吨级、十万吨级示范装置，该类示范装置多采用吸收再生塔式设备，通过新型吸收体系和塔内件设计强化．有效降低了能耗和成本。

四、二氧化碳的封存

五、二氧化碳的综合应用

二氧化碳直接应用，可以制成干冰，也可以应用于碳酸饮料的充装。 另外在化工生产中的应用，随着研究开发的深入，在新型催化剂的作用下，二氧化碳在合成甲醇、甲酸、碳酸二甲酯以及可降解塑料的原料方面乃至汽油方面均取得巨大的进步，各地正在积极建设示范性装置。

六、部分应用和研究机构

CO2化学吸收技术，烟气适应性好，CO2捕集率高，技术相对成熟，工业示范装置运行良好。

美国Linde North、澳大利亚CSIRO、荷兰Shell Cansolv、日本三菱重工等开展大量研究，陆续建成数十万吨级工业规模CO2捕集工程。

国内浙江大学、清华大学、中石化南化研究院、华能清洁能源院、中科院过程所、华东理工大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、大连理工大学、大连化物所、中科院煤化所、浙江工业大学、延长石油等长期致力于烟气CO2化学吸收技术研究，取得了长足进展，开发了相关的催化剂和工艺包。

七、部分合作企业

1、大连化工设计院

（10万吨/年北水二氧化碳吸收应用项目）；

2、信发聊城郝集电厂

（30万吨/年CCUS碳氨联产应用项目）；

3、信发聊城郝集电厂

（30万吨/年CCUS碳氨联产应用项目）；

4、安阳顺利环保科技有限公司；

（10万吨/年二氧化碳制绿色低碳甲醇联产LNG项目）；

5、宁夏百川科技有限公司

（30万吨/年煤气净化应用项目，联产丁辛醇/异丁醛项目）；