燃燒后二氧化碳捕集技術(shù)與應(yīng)用進展

目前，中國正面臨著巨大的碳減排壓力。2020年，中國提出了“雙碳”戰(zhàn)略目標，各項碳減排工作正在抓緊落實。據(jù)統(tǒng)計，全國已投運或建設(shè)中的CCUS（二氧化碳的捕集、利用與封存）示范項目約40個，捕集能力約300萬t/a。為進一步加快實現(xiàn)碳減排的重大戰(zhàn)略目標，亟需開發(fā)積極可行的碳捕集技術(shù)。此外，CO2也是一種重要的碳資源，可用于制造燃料、碳酸鹽、肥料、制冷劑等化學品，或在油田開采中輔助驅(qū)油。若將CO2氣體高效捕集并加以合理利用，不僅可有效降低溫室氣體排放壓力，也將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。當前，燃燒后CO2捕集是工業(yè)規(guī)模上應(yīng)用最廣泛的碳捕集方法，其具有再生能耗低、易于在現(xiàn)有工廠中改造實施等特點，在實現(xiàn)高效捕集CO2的過程中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前主要的燃燒后CO2捕集技術(shù)有吸收分離法、吸附分離法、膜分離法和低溫分離法?；诖耍疚闹饕槍σ陨蠋追N碳捕集技術(shù)的現(xiàn)狀與應(yīng)用研究進展進行了總結(jié)與對比，分析了技術(shù)優(yōu)勢與缺點，提出了適用分離場景的建議。此外，還簡要概括了國內(nèi)外的重點碳捕集項目，介紹了混合捕集技術(shù)的研究成果，旨在為高效節(jié)能的碳捕集技術(shù)開發(fā)提供一定的參考。摘要：二氧化碳是主要的溫室氣體之一，其大量排放已對全球的氣候環(huán)境造成嚴重影響，迫切需要開發(fā)經(jīng)濟有效的二氧化碳捕集（簡稱碳捕集）技術(shù)。目前，碳捕集技術(shù)主要有吸收分離法、吸附分離法、膜分離法和低溫分離法。首先，介紹了碳捕集技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用研究進展和未來發(fā)展趨勢；總結(jié)了國內(nèi)外碳捕集示范項目；重點對比了各碳捕集技術(shù)的優(yōu)勢與缺點，同時強調(diào)了碳捕集技術(shù)面臨的困難與挑戰(zhàn)；指出目前主要的碳捕集技術(shù)均難以獨立實現(xiàn)高效、節(jié)能、經(jīng)濟的碳捕集分離，需針對不同的應(yīng)用場景，選擇適合的分離技術(shù)，并提出了適用于分離場景的應(yīng)用建議；最后簡要介紹了混合捕集技術(shù)的研究成果，提出混合捕集技術(shù)可能是一種突破單一捕集技術(shù)瓶頸的可行方法。結(jié)束語與展望近年來，燃燒后捕集二氧化碳被認為是減少溫室氣體排放的有效方法之一。目前，燃燒后碳捕集技術(shù)主要包括吸收分離法、吸附分離法、膜分離法和低溫分離法。經(jīng)過對比分析，最成熟的碳捕集技術(shù)是化學吸收法，該技術(shù)已實現(xiàn)商業(yè)化工業(yè)應(yīng)用；吸附分離法和膜分離法均具有較大的節(jié)能潛力和應(yīng)用前景，但目前仍處于中試和示范研究階段，與工業(yè)應(yīng)用存在一定差距；低溫分離法雖具有CO2回收和純度方面的優(yōu)勢，但其分離過程在低溫高壓下進行，能耗和成本相對較高，更適用于高濃度CO2的分離。通過歸納發(fā)現(xiàn)，不同的碳捕集技術(shù)各自存在優(yōu)缺點，尚未有任何一種碳捕集方法可以獨立、高效、經(jīng)濟且節(jié)能地進行碳捕集。當前的應(yīng)用重點是在評估技術(shù)可靠性、經(jīng)濟性等關(guān)鍵指標后，根據(jù)技術(shù)特點選擇相對合適的捕集方法。未來，關(guān)于高效節(jié)能碳捕集技術(shù)的開發(fā)，可重點攻關(guān)當前各技術(shù)存在的問題與挑戰(zhàn)；還可結(jié)合各技術(shù)優(yōu)勢開發(fā)混合捕集技術(shù)，進一步推動碳捕集技術(shù)的規(guī)模化發(fā)展。最后，中國近年來在碳捕集領(lǐng)域做出了積極貢獻。盡管與國外發(fā)達國家相比起步較晚，但也取得了發(fā)展與進步。然而，相比國際先進水平，中國整體的碳捕集技術(shù)還存在一定差距，如化學吸收法雖開展了大量的工業(yè)示范，但還缺少商業(yè)化應(yīng)用和大型百萬噸級工業(yè)示范的經(jīng)驗；吸附分離法和膜分離法主要處于實驗室及小試研發(fā)階段，中試經(jīng)驗不足；低溫分離法及混合捕集技術(shù)的相關(guān)研究較少。未來，中國碳捕集技術(shù)應(yīng)加快核心技術(shù)研發(fā)，提