醇胺法碳捕集技术的研究进展

醇胺法碳捕集技术的研究进展醇胺捕碳：技术革新与展望参考资料：魏青等.醇胺法碳捕集技术的研究进展[J].环境工程技术学报，2025,15(1):90-99.引言全球能源需求增长与化石能源活动加剧CO2排放，中国作为大国，碳排放量占比大，提出2030碳达峰、2060碳中和目标，使碳减排工作迫切。电力行业是CO2排放主要行业，火电机组装机占比近六成，其中煤电占比超八成，为CO2主要排放源，燃煤电厂烟气成为CO2捕集关键。电力行业燃煤烟气CO2排放量大、分压低，燃烧后捕集技术兼容性好且成熟，醇胺溶液吸收法效果好但能耗大，研究其技术对实现碳达峰碳中和目标至关重要。传统醇胺法捕集CO2基于化学反应，胺基吸收剂(如MEA、DEA通过级间冷却、高效填料和优化吸收塔参数等方法强化吸收剂对CO2的吸收过程，提高捕集率和负荷量，降低再生能耗，优化后能耗降低约CO2再生过程优化通过热整合回收余热，降低升温显热和蒸汽汽化潜热,主要方法包括富液分流、贫液闪蒸压缩等，节能效果显著,富液闪蒸压缩节能约5%。复合工艺优化通过耦合多种单一方法显著降低碳捕集系统能耗，节能效果显著,未来需进一步研究不同工艺与系统的耦合特性，实现高效低耗的碳捕集。碳捕集工作原理及流程剂如一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)等用于分离并回收气源中的CO2.现阶段最具规模化应用的碳捕集技术，具有CO2捕集率高(>90%)、捕获CO2纯度高(>99%)、烟气适应性较好等优点，由吸收塔、解吸塔和其他辅助装置组成。传统碳捕集流程包括吸收、预热、再生和预冷过程，吸收过程中烟气中的CO2被贫液吸收，预热过程后富液进入解吸塔，在再生过程富液预冷过程中贫液被冷却后进入吸收塔塔顶，启动了新一轮的碳捕集循环；然而，传统醇胺法捕集CO2工艺存在系统投资成本高、运行能耗高的问题。为了降低碳捕集系统流程的能耗，降低投资与运行成本，研究人员从醇胺吸收剂、吸收过程、再生过程等方面对醇胺法碳捕集系统进行了优化。醇胺吸收剂优化研究在醇胺溶液中添加SO4^2-/ZrO2/SiO2等催化剂，显著降低CO2再生能耗，提升解吸率。新型催化剂持续被开发，以实现更高效的CO2捕集。纳米颗粒的添加强化醇胺吸收剂物理性质与传质，提升CO2吸收/再生性能。如DEEA、MDEA体系，吸收量、速率及解吸量均显著增加。催化剂与纳米颗粒改性醇胺溶液，提升CO2吸收率与再生性能，降低能耗。此技术是未来醇胺吸收剂研发的重要方向，以强化其综合性能。富液闪蒸压缩工艺,但节能效果相对和CO2显热，显著能率高达13.15%,是醇胺法碳捕集的未来研究应深入探索不同工艺与碳捕集系统的耦合特性，优化工艺组合,以实现高产量、高捕集率、低能耗和低胺耗的碳捕集系统流程。复合工艺优化通过耦合多种单一工艺，显著降低碳捕集系统能耗。研究表明，相比传统流程，复合工艺能降低能耗20%~40%,节能效果显著。集系统的能耗。2种或3种复合优化工艺的节能效果更显著,能降低能耗20%~40%。结论与展望复合醇胺吸收剂融合高吸收与低能耗特性，通过分子级协同作用，显著提升CO2捕集效率，同时降低再生能耗，为绿色能源技术注入新活力。在醇胺溶液中添加催化剂或纳米材料等可促进CO2吸收/再生、降低再生能耗。改性研究引领绿色能源技术革新，加速碳中和目标实现。,有效降低了再生能耗。,为碳中和贡献力量。另一股经预热后以液汽化，回收大量蒸汽潜热并压缩至富液闪蒸压缩工艺,降低再生能耗达10%~15%。其高升CO2解吸效率。多种优化方法可将能耗降低20%~40%,展现卓