捕集

捕集二氧化碳 （CO₂）

捕集二氧化碳（CO₂）是碳捕集和封存（CCS）的第一步，是一套防止大量CO₂ 释放到大气中的技术。

碳捕集可应用于大规模的排放流程，包括燃煤和燃气发电、天然气加工和化肥生产，以及水泥、钢铁、纸浆和造纸等工业材料的制造。在这些流程中应用碳捕集技术可以在减少世界温室气体排放方面发挥关键作用。碳分离/捕集技术在天然气和化肥行业已经大规模运行了几十年，最近在电力行业也开始运行。

概况介绍：捕集二氧化碳

 CO₂ 是如何被捕集的？

来自化石燃料（如煤、石油和天然气）的能量在燃烧和转换过程中被释放出来，这也导致了作为副产品的CO₂ 排放。

在构成北美、欧洲和中国的绝大多数煤基发电厂的煤粉碎系统中，CO₂ 必须在稀释的浓度下从燃烧的烟气余额中分离出来。在其他系统中，如煤气化（煤被转化为化学品、天然气或液体），CO₂ 可以更为容易地被分离。

有三种基本的CO₂ 捕集方式：燃烧前捕集、燃烧后捕集和燃烧后富氧燃烧。

燃烧前捕集

燃烧前捕集

燃烧前捕集工艺将燃料转化为氢气和二氧化碳的气态混合物。氢气被分离出来，可以在不产生任何二氧化碳的情况下进行燃烧。然后，二氧化碳可以被压缩以便运输和封存。燃烧前所需的燃料转换步骤比燃烧后所涉及的过程更复杂，使该技术更难以应用于现有的发电厂。

燃烧前捕集被用于工业流程（如天然气加工），而其在发电方面的应用将通过新建项目进行推广。

燃烧后捕集

燃烧后捕集

燃烧后工艺将CO₂ 从燃烧废气中分离出来。CO₂ 可以用液体溶剂或其他分离方法来捕集。在基于吸收的方法中，一旦被溶剂吸收，CO₂ 就会通过加热释放，形成高纯度的二氧化碳流。这项技术被广泛用于捕集CO₂ ，供食品和饮料行业使用。

富氧燃烧

富氧燃烧

富氧燃烧过程使用氧气而不是空气来燃烧燃料。产生的废气主要是水蒸气和二氧化碳，可以很容易分离，产生高纯度二氧化碳流。

常见问题

基本知识

为什么减少电力部门的二氧化碳排放至关重要？

化石燃料发电厂产生的二氧化碳排放量比任何其他行业都大。

因此，与其他行业相比，将碳捕集技术应用于该行业——无论是新的还是现有电厂——具有最大的减少二氧化碳排放的潜力。

所有类型的新煤炭和天然气发电厂都可以安装二氧化碳捕集装置。

然而，CCS意味着巨大的财政投资；需要适当的气候政策和法规对碳排放进行惩罚，以收回这些成本并进一步部署CCS。

在现有电厂中改造CCS也是如此，这需要空间和广泛的整合以容纳二氧化碳捕集装置。

为什么减少工业部门的二氧化碳排放至关重要？

水泥、钢铁、纸浆和造纸、化工和天然气加工等工业流程是二氧化碳的重要排放源，占能源相关二氧化碳排放量的25%左右。捕集技术可以应用于这些行业，使全球二氧化碳排放量大幅减少。在某些情况下，二氧化碳排放是这些工艺的副产品，而不是生产过程中燃烧化石燃料的结果。对于一些工业过程（如水泥制造和高炉炼钢），CCS是唯一的技术选择，可以帮助达成深度减排。

目前是否从工业部门捕集二氧化碳？

一些最早的CCS项目是在天然气加工领域。例如，挪威的Sleipner二氧化碳封存项目，自1996年开始运作，每年捕集约一百万吨的二氧化碳，并将其注入北海的深层盐水层中进行永久封存。

碳捕集技术的发展方向是什么？

多年来，碳捕集已经在试点规模和大规模的工业流程中得到了明确验证。将捕集技术应用于大规模的电力项目现已成为现实。该技术已经发挥作用，但需要更多的研究来减少下一代捕集技术的成本和能源惩罚。

全球需要大量的财政投资，以便在不久的将来使更多商业规模的示范项目上线。这种项目组合”边做边学”，成果显著，加上持续的研究，对于降低碳捕集的成本大有助益。

了解CCS工作原理更多内容，请访问CO₂degrees。

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