(1)吸收分离法是利用液体吸收剂洗涤包含多种成分的混合气,从而对 CO2 进行分离和 吸收[28]。该方法可分为两种,第一种是物理吸附法,第二种化学吸附法[13]。两者的原理和条件略有不同,最大的区别是分离 CO2 的过程即在吸附剂溶液中吸收 CO2 的过程分别为物理过 程和化学过程:前者需要低温高压的条件,从而达到对 CO2 提纯的目的,该方法有两个部分, 包括吸收和再生。其操作简单,能耗低,但是只在 CO2 分压较高的情况下才适用;后者主要 是基于中和反应原理。混合气与吸收剂溶液发生化学反应,吸收 CO2,反应后溶液中的 CO2

的浓度很高,之后进入再生反应系统吸热,然后释放出 CO2 。该方法优点是吸收的 CO2 纯

度较高,产量可观,可以达到很好的净化度。缺点是再生能耗和投资巨大。

(2)吸附分离法与吸收分离法不同,利用的是吸附剂,如分子筛、沸石、硅胶、活性炭 以及氧化铝等比表面积大并且具有良好孔隙结构的固体[29],其原理基于燃烧后烟气中 CO2 与 吸附剂活性点之间的相互作用,这种相互作用包括范德华力或者化学键之间的作用等[16],从 而来达到吸附 CO2 的目的。这种技术可以大致分为两类:变压吸附(SPA)和变温吸附(TSA), 有时会将两种方法结合起来利用,即变温变压吸附法(PTSA)[8]。顾名思义可以,两种方法 分别是通过改变吸附剂的温度和压力来对 CO2 进行吸附和解吸的过程。吸附分离法能耗低, 操作方便,具有广阔的发展前景,已经深得多家企业青睐,投入了不少的研究,最典型的有 东京电力公司建立的试验工厂,运行良好;以色列 Solmees 公司从化石燃料发电厂吸附 CO2 时成功实践了化学温度解吸法以及英国的相关研究等[9]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

(3)膜分离法主要基于压力差来达到富积 CO2 的目的。通过消耗一定的能量来创造适当 的压力差,比如在烟气一侧加压或在另一侧创造真空条件[17],此时 CO2 又具有比其他组分更 高的渗透率,所以在通过膜时有优先权。CO2 的跨膜运输就是由于压力差的存在实现的。这 种方法的关键点是膜材料的制造,要使达到分离 CO2 的目的,膜的材料要具有更高的技术指 标:通透性强且有一定的选择性、膜面积要大但占地面积要尽量小等。膜技术是当前的主要 技术挑战,目前还处于初级阶段,尚不成熟,不能大规模应用。

(4)低温分馏法是根据 CO2 在一定温度和压力下液化的物理性质开发的技术。过程中需 要多次冷凝和液化,工程复杂,设备庞大,能耗也大,系统由于颗粒物的存在容易发生故障, 所以很少用这种方法。

以上几种方法各有各的优点,但是也都存在共同的一些缺陷,如耗能高、效率和速率偏 低等,其中低温分馏法对设备会造成一定的腐蚀等。而近年来,燃烧后捕集技术中的碱金属 基吸收剂干法捕集二氧化碳技术因其脱碳能力强、循环利用率高、低腐蚀[30],并且清洁无污 染等优势日益受到关注[8],在下节单独介绍。

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