CO2怎樣回收和捕集
回收設備常用的CO2回收利用方法有：
1.溶劑吸收法。使用溶劑對CO2進行吸收和解吸，CO2濃度可達98％以上。該法只適合于從低濃度CO2廢氣中回收CO2，且流程復雜，操作成本高。
2.變壓吸附法。采用固體吸附劑吸附混合氣中的CO2，濃度可達60％以上。該法只適合于從化肥廠變換氣中脫除CO2，且CO2濃度太低不能作為產品使用。
3.有機膜分離法。利用中空纖維膜在高壓下分離CO2，只適用于氣源干凈、需用CO2濃度不高于90％的場合。目前該技術在國內處于開發(fā)階段。
4.催化燃燒法。利用催化劑和純氧氣把CO2中的可燃燒雜質轉換成CO2和水。該法只能脫除可燃雜質，能耗和成本高，已被淘汰。
上述方法生產的CO2都是氣態(tài)，都需經吸附精餾法進一步提純凈化、精餾液化，才能進行液態(tài)儲存和運輸。吸附精餾技術是上述方法在接續(xù)過程中必須使用的通用技術。
美國電力研究院（EPRI）所作的研究指出，在發(fā)電廠中采用氨洗滌可使CO2減少10%，而較老式的MEA（胺洗滌）法可使CO2減少29%。
世界新的CO2回收和捕集技術正在加快發(fā)展之中。
1.脫除CO2新溶劑巴斯夫公司和日本JGC公司已開始聯合開發(fā)一種新技術，可使天然氣中含有的CO2脫除和貯存費用削減20%。該項目得到日本經濟、貿易和工業(yè)省的支持。CO2可利用吸收劑如單乙醇胺（MEA）從燃燒過程產生的煙氣中加以捕集。然而，再生吸收劑需額外耗能，對于MEA，從煙氣中回收CO2需耗能約900千卡/千克CO2，這通常是不經濟的。日本三菱重工公司（MHI）與關西電力公司（KEPCO）合作，開發(fā)了新工藝，可給CO2回收途徑帶來新的變化。MHI發(fā)現的CO2新吸收劑是稱為KS-1和KS-2的位阻胺類，其回收所需能量比MEA所需能量約少20%。因為KS-1和KS-2對熱更穩(wěn)定、腐蝕性也比MEA小，因此操作時胺類的總損失約為常規(guī)吸收劑的1/20。對于能量費用不昂貴的地區(qū)，大規(guī)模裝置使用新的工藝，CO2回收費用（包括壓縮所需費用）約為20美元/噸CO2，它比基于MEA的常規(guī)方法低約30%。MHI已在馬來西亞一套尿素裝置上驗證了這一技術，可從煙氣中回收200噸CO2/日。
2.基于氨的新工藝美國Powerspan公司開發(fā)了ECO2捕集工藝，可使用含水的氨（AA）溶液從電廠煙氣（FG）中捕集CO2。這是該公司與美國能源部國家能源技術實驗室（NETL）共同研究的成果。BP替代能源公司與Powerspan公司正在開發(fā)和驗證Powerspan公司稱為ECO2基于氨的CO2捕集技術，并將使其用于燃煤電廠從而推向商業(yè)化。這種后燃燒CO2捕集工藝適用于改造現有的燃煤發(fā)電機組和新建的燃煤電廠。ECO2捕集工藝與Powerspan公司的電催化氧化技術組合在一起，使用氨水吸收大量SO2、NOx和汞。CO2加工步驟設置在ECO的SO2、NOx和汞脫除步驟的下游。根據美國國家能源技術實驗室（NETL）等對使用含水的氨吸收CO2進行的研究表明，傳統的MEA工藝用于CO2脫除，CO2負荷能力（吸收每千克CO2/千克吸收劑）低，有高的設備腐蝕率，胺類會被其他煙氣成分降解，同時吸收劑再生時能耗較高。比較而言，氨水有較高的負荷能力，無腐蝕問題，在煙氣環(huán)境下不會降解，可使吸收劑補充量減少到最小，再生所需能量很少，而且成本大大低于MEA。尤其是NETL采用的Powerspan公司開發(fā)的氨水工藝與常規(guī)胺類相比，有以下優(yōu)點：蒸汽負荷?。?00Btu/磅被捕集的CO2）；產生較濃縮的CO2攜帶物；較低的化學品成本；產生可供銷售的副產物，實現多污染物控制。
3.CO2吸附技術近年來工業(yè)級和食品級CO2的標準要求越來越高，而通常采用的溶劑吸收法、變壓吸附法、有機膜分離法和催化燃燒法等回收的CO2產品無法達到食品級標準要求，在工業(yè)領域的應用也受到限制。美國新開發(fā)的一種超級海綿狀物質可吸收發(fā)電廠或汽車尾管排放的大量CO2。這種超級海綿狀物質作為可用于凈化溫室氣體的新方法，比現用方法（包括水溶液處理）更為有效和價格低廉。美國密歇根大學的研究人員采用化學合成方法，制取了這類海綿狀物質。這種材料稱為金屬有機骨架（MOF）混合物，為穩(wěn)定的、結晶型多孔物質，由有機鏈接基團組合金屬簇構成。據報道，這種MOF能很好地捕集CO2。其化合物之一MOF?177在中等壓力（約3.0兆帕）下，可捕集140w%（33.5毫摩爾/克）室溫下的CO2，遠遠超過任何其他多孔材料的CO2貯存能力。超級綿狀MOF-177由正八面體Zn4羧基化物簇與有機基團鏈接而成，這種材料有極高的表面積，達4500平方米/克，相當于每克材料有約4個足球場大小的面積。在捕集CO2后，氣體在稍微加熱的情況下會很容易地釋放出來，然后可用于各種反應的試劑，包括制取聚碳酸酯建筑材料的聚合過程和軟飲料的碳酸化。
4.利用LSCF管使CO2易于捕集一項最近的科研成果表明，采用先進陶瓷材料制作的微細管，通過控制燃燒過程，可望使發(fā)電站的溫室氣體排放減少至近乎于零。這種稱為LSCF的材料具有從空氣中過濾氧氣的顯著特征。這樣，通過在純氧中燃燒燃料，就可產生近乎純CO2的氣流，純CO2具有可再加工為有用化學品的潛在商業(yè)化用途。LSCF是相對較新的材料，它原為燃料電池技術而開發(fā)，許多國家已研究了數十年之久，主要用作燃料電池的陰極。
5.分離CO2的膜法技術美國得克薩斯大學的工程技術人員開發(fā)的改進型塑料材料可大大改進從天然氣中分離CO2的能力。這種新的聚合物膜可自然地仿制電池膜中才有的小孔，基于它們的形狀，其獨特的沙漏形狀可有效地分離分子?？茖W工業(yè)研究組織2007年10月的評價表明，它可從甲烷中分離CO2。像海綿一樣，它僅吸收某些化學品。新的塑料允許CO2或其他小分子通過沙漏形狀的小孔，而天然氣（甲烷）則不會通過這些相同的小孔運移。這種熱重排（TR）塑料通過小孔分離CO2要優(yōu)于常規(guī)膜。BennyFreeman教授的實驗室研究也表明，熱重排塑料膜的分離速度也較快，比常規(guī)膜去除CO2要快幾百倍。
6.從大氣中直接捕集CO2的技術美國哥倫比亞大學的科學家于2007年10月中旬宣布，正在加快開發(fā)從大氣中直接捕集CO2的工業(yè)技術。分析認為，這樣可從分散和移動的排放源中捕集全球溫室氣體中50%的CO2，甚至無需完全采用碳捕集和貯存（CCS）技術，據統計，大的靜止點排放源產生超過0.1兆噸/年的CO2。由FrankZeman提出的技術基于KlausLackner以前在哥倫比亞大學所做的工作，已確立了這一特定的空氣捕集工藝過程的熱動力學的可行性。KlausLackner于1999年首次提出從空氣中去除CO2以達到碳捕集和貯存的目的。新的研究成果已在美國《環(huán)境科學和技術》2007年11月版上發(fā)布。
7.海藻生物反應器去除CO2開發(fā)Chinchilla地下煤氣化（UCG）從合成氣制油的澳大利亞Linc能源公司2007年11月底宣布，與BioCleanCoal公司組建各持股60%和40%的合資企業(yè)，開發(fā)將工藝過程CO2轉化為氧氣和生物質用的海藻生物反應器。該合資公司將開發(fā)生物反應器，通過光合作用將CO2轉化為氧氣和固體生物質，以持久地和安全地從大氣中去除CO2。Linc能源公司將在今后一年內投入100萬澳元，開發(fā)原型裝置，用于在Chinchilla地區(qū)運行。BioCleanCoal公司是生物技術公司，專長于利用海藻將CO2轉化為氧氣和生物質。
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