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二氧化碳常用方法一、引言二氧化碳（CO2）是一种广泛存在于地球大气中的气体，也是温室效应的主要原因之一。
随着人类活动的增加，二氧化碳的排放量不断增加，对地球的气候和环境产生了重要影响。
因此，控制和减少二氧化碳的排放已成为当今社会亟待解决的问题之一。
本文将介绍二氧化碳的常用方法，包括二氧化碳的捕集、封存和利用等方面。
通过了解这些方法，我们可以更好地理解和应对二氧化碳排放问题。
二、二氧化碳的捕集1.化学吸收法化学吸收法是一种常用的二氧化碳捕集方法。
它利用一系列化学反应将二氧化碳从气体中分离出来。
常用的化学吸收剂包括胺类化合物，如醇胺和氨基酸盐等。
这些化学吸收剂能够与二氧化碳发生反应，并形成稳定的化合物。
通过控制反应条件，可以实现二氧化碳的高效捕集。
2.物理吸收法物理吸收法利用溶液中的溶质浓度差异，通过物理作用将二氧化碳从气体中吸收到溶液中。
常用的物理吸收剂包括水和有机溶剂等。
这些吸收剂能够与二氧化碳发生物理作用，形成溶液中的二氧化碳。
物理吸收法具有操作简单、成本低廉的优点，但对二氧化碳的吸收效率较低。
3.膜分离法膜分离法是一种利用膜的选择性透过性将二氧化碳从气体中分离出来的方法。
常用的膜材料包括聚合物膜和陶瓷膜等。
这些膜材料具有不同的透过性，可以选择性地透过二氧化碳分子，从而实现二氧化碳的分离。
膜分离法具有设备简单、操作方便的特点，但对二氧化碳的纯度要求较高。
三、二氧化碳的封存二氧化碳的封存是指将二氧化碳永久地储存起来，防止其进入大气中。
常用的二氧化碳封存方法包括地下封存和海洋封存等。
1.地下封存地下封存是一种将二氧化碳储存在地下深层岩石中的方法。
常用的地下封存方式包括地下注入和地下储存。
地下注入是将二氧化碳通过钻井注入地下岩石中，形成稳定的地下储层。
地下储存是将二氧化碳储存在天然气或石油储层中，利用岩石的孔隙和裂缝储存二氧化碳。
2.海洋封存海洋封存是一种将二氧化碳储存于海洋中的方法。
常用的海洋封存方式包括深海封存和海洋生物封存。
碳捕集利用及封存材料
一、碳捕集材料
碳捕集材料是用于从排放源捕集二氧化碳的专用材料。
这类材料一般具有高吸附容量、高机械强度、可再生利用等特性。
常见的碳捕集材料包括活性炭、分子筛、MOFs（金属有机骨架）等。
这些材料可以通过物理吸附或化学反应的方式，高效地捕集烟气中的二氧化碳，为后续的利用和封存提供基础。
二、利用材料
在捕集到的二氧化碳经过分离、纯化之后，便可以进行利用。
二氧化碳利用材料主要涉及两大领域：工业利用和化工合成。
在工业利用方面，二氧化碳可用于生产尿素、碳酸钠等化工原料，还可作为工业制冷剂、干冰等使用。
在化工合成方面，二氧化碳可用于合成甲醇、烃类等燃料以及乙烯、丙烯等化学品。
这些利用方式可以有效地减少二氧化碳排放，同时创造经济效益。
三、封存材料
二氧化碳封存材料主要是指能够将捕集到的二氧化碳进行长期安全封存的材料和介质。
这类材料一般应具备高容量、低成本、易运输和安全封存等特性。
目前常见的二氧化碳封存材料主要包括：地下岩层、深海地层、废弃矿井等。
这些地方具有较大的容积和适宜的物理化学条件，可以安全地长期封存二氧化碳，从而达到减缓全球气候变暖的目的。
总结来说，碳捕集利用及封存材料是应对气候变化的重要手段之
一。
通过对这些材料的深入研究与开发，不仅可以降低碳排放，减缓全球气候变暖趋势，同时也能推动相关产业的发展，创造经济效益。
中国二氧化碳捕集利用与封存(ccus)年度报告(2023)引用格式我国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)引用格式引言我国作为全球最大的碳排放国家，承担着巨大的环境责任和挑战。
在应对气候变化和减少温室气体排放的过程中，我国政府和企业不断努力推动碳捕集利用与封存（CCUS）技术的发展和应用。
为了深入了解我国在CCUS领域的最新进展，我们将对我国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)进行全面评估和分析，并撰写一篇高质量、深度和广度兼具的中文文章。
评估和分析1. 我国CCUS技术发展现状根据我国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)提供的数据和信息，我国在CCUS技术研发、示范项目建设和产业化应用方面取得了显著进展。
报告中详细描述了各地区的CCUS项目进展情况，包括二氧化碳捕集技术、输送管网建设、地质封存技术等方面的成果和挑战。
报告还对CCUS技术在工业、能源和交通领域的应用进行了深入分析，展现了我国在碳减排方面的探索和努力。
2. CCUS国际合作与交流我国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)还重点介绍了我国与国际合作伙伴在CCUS领域的合作与交流情况。
报告中提及了我国与多个国家和国际组织签署的CCUS合作协议和项目合作成果，突显了我国在 CCUS技术发展中的国际影响力和合作意愿。
此举不仅有助于我国吸纳国际先进技术和经验，也为全球碳减排合作提供了有益示范。
3. 我国CCUS政策和法规环境我国作为全球温室气体排放大国，加强碳排放管理和减排措施至关重要。
我国二氧化碳捕集利用与封存(CCUS)年度报告(2023)对我国有关CCUS政策和法规环境进行了详细解读和分析，包括碳排放权交易制度、碳捕集利用与封存补贴政策等相关内容。
通过对报告中提及的政策和法规进行梳理和分析，可以更好地理解我国在CCUS领域的政策导向和发展趋势，有助于政府部门和企业在相关领域的决策和实践。
二氧化碳综合利用技术汇总二氧化碳（CO2）是地球上最重要的温室气体之一，对气候变化具有重要的影响。
为了减缓和适应气候变化，二氧化碳的综合利用成为一个重要的研究领域。
利用二氧化碳的综合技术可以将其转化为有用的化学产品或能源，从而实现碳循环和减少温室气体排放。
以下是一些常见的二氧化碳综合利用技术的汇总。
1.CO2捕集与封存（CCS）CCS技术是将二氧化碳从燃烧排放物中捕集并将其在地下封存，以减少大气中的CO2浓度。
捕集二氧化碳的方法包括化学吸收、物理吸收、膜分离和生物吸收等。
封存二氧化碳的方式包括深海封存和地下封存。
2.CO2利用化学品生产利用CO2生产化学品可以将其转化为有机化合物，如甲醇、乙酸、二甲酸和甲酸等。
这些有机化合物可用作溶剂、合成材料和可持续能源的原料。
3.CO2利用为燃料CO2气体也可以经过电解、催化还原等过程转化为燃料，如氢气、甲烷、甲醇等。
这些燃料可用于热能、电力产生和交通等领域。
4.CO2利用为建筑材料利用二氧化碳可以生产石膏、碳酸钙等建筑材料。
这些材料可广泛用于建筑装修、道路铺设和混凝土制品等。
5.CO2利用为肥料将二氧化碳利用于肥料生产可以提高农作物产量。
CO2肥料可直接供给作物进行光合作用，并提供养分。
6.CO2利用为微藻培养通过利用光合作用，二氧化碳可以为微藻的生长提供碳源。
微藻可以用于食品、饲料、生物燃料等领域。
7.CO2利用为地热能生产地热能生产是一种利用地下热能的技术，可以利用CO2进行地热提供和能量存储。
8.CO2利用为饮用水处理CO2可以在饮用水处理过程中用作调节PH值的剂，用于酸碱平衡和消毒。
9.CO2利用为地下矿物化将二氧化碳注入地下含有镁、钙等矿物质的岩层中，可以催化其与二氧化碳发生化学反应，形成稳定的碳酸地质储存。
综上所述，二氧化碳的综合利用技术是一项具有重要意义的研究领域。
通过将二氧化碳转化为有用的化学产品或能源，可以实现碳循环、减少温室气体排放，并促进可持续发展。
窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术推广方案一、实施背景全球气候变化已成为人类面临的重大挑战之一。
减少温室气体排放，特别是二氧化碳的排放，已成为国际社会共同的目标。
在中国，工业领域是二氧化碳排放的主要来源之一，其中窑炉烟气排放占据了很大比例。
因此，推广窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术，对于减少工业领域二氧化碳排放，缓解全球气候变化具有重要意义。
目前，国内外已经开展了一些关于窑炉烟气二氧化碳捕集、纯化、利用及贮存技术的研究和实践，取得了一定成果。
然而，这些技术在推广应用过程中仍面临一些问题，如技术成熟度不足、成本较高、缺乏相关政策支持等。
因此，需要加大力度推广这些技术，促进工业领域绿色低碳发展。
二、工作原理窑炉烟气二氧化碳捕集技术主要采用化学吸收法、物理吸附法、膜分离法等工艺，将烟气中的二氧化碳分离出来。
其中，化学吸收法是目前应用最广泛的捕集方法，其原理是利用化学吸收剂与二氧化碳发生化学反应，将其从烟气中分离出来。
常用的化学吸收剂有氨水、MEA（乙醇胺）、MDEA （甲基二乙醇胺）等。
二氧化碳纯化技术主要是利用变压吸附法（PSA）、膜分离法等工艺，将捕集到的二氧化碳进行提纯，去除其中的杂质气体，如氮气、氧气、硫化氢等。
其中，变压吸附法是目前应用最广泛的纯化方法，其原理是利用吸附剂在不同压力下对二氧化碳和杂质气体的吸附能力差异，实现二氧化碳和杂质气体的分离。
二氧化碳利用技术主要是将捕集到的二氧化碳转化为有用的化学品或燃料，如尿素、甲醇、甲烷等。
其中，尿素是最主要的利用方式之一，其原理是在高温高压条件下，二氧化碳与氨气反应生成氨基甲酸酯，再经过水解反应生成尿素和水。
此外，二氧化碳还可以用于生产碳酸钠、碳酸氢钠等化工品，以及用于制备干冰、灭火剂等。
二氧化碳贮存技术主要是将捕集到的二氧化碳封存于地下或海底等地质构造中，以避免其排放到大气中。
其中，地下封存是目前应用最广泛的贮存方式之一，其原理是将二氧化碳注入到地下深层盐水层或枯竭油气田中，利用地层的封闭性将其长期封存。
二氧化碳捕集、利用与封存技术
首先，让我们来谈谈二氧化碳的捕集。
二氧化碳捕集是指从工业排放或其他源头捕集二氧化碳，防止其进入大气。
捕集二氧化碳的方法包括化学吸收、物理吸收和膜分离等技术。
化学吸收是通过将二氧化碳溶解在特定溶剂中来捕集它，而物理吸收则是利用物理吸附剂来捕集二氧化碳。
膜分离则是利用半透膜来分离二氧化碳和其他气体。
这些方法可以在发电厂、工厂和其他排放源头处实施。
其次，我们来谈谈二氧化碳的利用。
捕集到的二氧化碳可以被用于生产合成燃料、化学品和其他产品。
例如，通过将二氧化碳与氢反应，可以生产甲醇或其他燃料。
此外，二氧化碳还可以用于增强油田采油，促进石油的开采。
这些利用方法有助于减少二氧化碳的排放，并为其赋予经济价值。
最后，我们来谈谈二氧化碳的封存。
二氧化碳封存是指将捕集到的二氧化碳储存在地下或其他地方，防止其再次进入大气。
地下封存通常是将二氧化碳注入地下岩层或空旷地下盐蓄中。
此外，二氧化碳还可以被封存在海底或其他地方。
封存二氧化碳有助于长期减少大气中的二氧化碳浓度。
总的来说，二氧化碳捕集、利用与封存技术是一项重要的环保技术，可以帮助减少大气中的二氧化碳浓度，减缓气候变化。
通过综合利用这些技术，我们可以更好地应对气候变化挑战，保护地球环境。
二氧化碳捕集、利用与封存技术调研报告一、调研背景为减缓全球气候变化趋势，人类正在通过持续不断的研究以及国家间合作，从技术、经济、政策、法律等层面探寻长期有效地减少以二氧化碳为主的温室气体排放的解决途径。
中国作为一个发展中国家，在自身扔面临发展经济、改善民生等艰巨情况下仍然对世界做出了到2020年全国单位国内生产总值CO2放比2005年下降40%至45%的承诺，这将会给中国的能源结构产生深渊的影响，也将会给经济发展带来一场深刻的变革。
二、CCUS技术与CCS技术对比CCS（Carbon Capture and Storage，碳捕获与封存）技术是指通过碳捕捉技术，将工业和有关能源产业所生产的二氧化碳分离出来，再通过碳储存手段。
潜在的技术封存方式有：地质封存（在地质构造种，例如石油和天然气田、不可开采的煤田以及深盐沼池构造），海洋封存（直接释放到海洋水体中或海底）以及将CO2固化成无机碳酸盐。
CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存）技术是CCS技术新的发展趋势，即把生产过程中排放的二氧化碳进行提纯，继而投入到新的生产过程中，可以循环再利用，而不是简单地封存。
与CCS相比，可以将二氧化碳资源化，能产生经济效益，更具有现实操作性。
中国的首要任务是保障发展，CCS技术建立在高能耗和高成本的基础上，该技术在中国的大范围推广与应用是不可取的，中国当前应当更加重视拓展二氧化碳资源性利用技术的研发。
三、二氧化碳主要捕集方法目前主流的碳捕集工艺按操作时间可分为3类———燃烧前捕集、燃烧后捕集和富氧燃烧捕集（燃烧中捕集）。
三者个有优势，却又各有技术难题尚待解决，目前呈并行发展之势。
燃烧前捕集技术以煤气化联合循环（IGCC）技术为基础，先将煤炭气化呈清洁气体能源，从而把二氧化碳在燃烧前就分离出来，捕进入燃烧过程。
而且二氧化碳的浓度和压力会因此提高，分离起来较为方便，是目前运行成本最低廉的捕集技术，问题在于，传统电厂无法用这项技术，而是需要重新建造专门的OGCC电站，其建造成本是现有传统发电厂的2倍以上。
二氧化碳捕集与利用技术第一章介绍二氧化碳捕集与利用技术的背景和意义二氧化碳（CO2）是一种主要的温室气体，它的排放不仅加剧了全球变暖问题，还对地球环境和人类健康造成了严重影响。
因此，寻找有效的CO2减排和利用技术已经成为全球研究的热点之一。
本章将介绍二氧化碳捕集与利用技术的背景和意义。
第二章二氧化碳捕集技术2.1 吸收捕集法吸收捕集法是目前最常用的二氧化碳捕集技术之一。
通过将二氧化碳溶解在吸收剂中，并将吸收剂进行气液分离，可以实现对CO2的捕集。
吸收剂种类多样，并且在实际应用中有着不同的应用效果。
2.2 吸附捕集法吸附捕集法是一种通过固体材料吸附CO2的技术。
常用的吸附剂包括活性炭、分子筛等。
这些吸附剂具有高比表面积和较强的吸附能力，在一定的温度和压力下，能够有效地捕集二氧化碳。
2.3 膜分离法膜分离法是通过选择性渗透膜对二氧化碳进行分离的一种技术。
不同的膜材料具有不同的CO2吸附、渗透性能，可以根据需求选择合适的膜材料进行二氧化碳捕集。
第三章二氧化碳利用技术3.1 CO2转化为化学品二氧化碳可以通过化学反应转化为有机化合物，如甲酸、丙烯酸等。
这种方法可以将CO2转化为可用于工业生产的原料，降低对传统化石燃料的依赖。
3.2 CO2转化为燃料二氧化碳可以通过光催化或电催化的方式转化为可燃气体，如甲烷、氢气等。
这种方法不仅能将CO2转化为高能燃料，还能解决传统能源短缺和环境污染问题。
3.3 CO2地质封存地质封存是将CO2气体封存于地下地质层中，以防止其进入大气。
这种方法可以避免CO2排放对气候和环境造成的负面影响，同时也能利用地下地质层的储存空间。
第四章二氧化碳捕集与利用技术的应用与展望二氧化碳捕集与利用技术在减少CO2排放和实现可持续发展方面具有重要意义。
目前，许多国家和地区已经开始在工业生产和能源领域中应用这些技术，并取得了一些积极成果。
然而，这些技术在经济、可行性和规模化应用等方面仍面临一定挑战。
一、引言在工业化和城市化进程中，将温室气体排入大气已经导致全球变暖、造成气候变化。
二氧化碳（CO2）是温室气体的主要来源，2018年，全球CO2排放量达到33.1 Gt，大约占温室气体排放量的67%。
因此，大气中CO2的浓度显著增加（大约为百万分之412）。
二氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）是潜在的颠覆性技术，有助于应对气候变化挑战。
CCUS用于捕集发电厂、工业厂房等排放源以及大气中的CO2。
捕集的CO2可用作原料，或者注入地表深处，被永久地安全封存。
CCUS（使用生物质时，也称为生物质能碳捕集、利用与封存）是一种能大规模实现净零排放的技术，可用于现有的燃煤和燃气发电厂，有助于在发电时降低碳排放量。
除了为供电行业做出贡献之外，对于在生产过程中会产生CO2的钢铁、水泥、玻璃、陶瓷、化学品制造等工业，要实现深脱碳，CCUS可能是唯一具有可扩展性和成本效益的选择。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）和国际能源署（IEA）开展的分析表明，CCUS是实现2050年“净零”（Net Zero）目标的关键；如《巴黎协定》所述，CCUS有助于减少1/6的全球CO2排放量，能将全球气温升幅控制在1.5 ℃以内。
如果不能成功应用CCUS，应对气候挑战则会耗费更多财力。
例如，在不应用CCUS的情况下，中国实现长期气候变化缓解目标需要多花费25%的费用。
第2章着重讨论碳捕集的化学吸收，并对此展开了详细讨论。
第3章的主题是电催化还原CO2，因为该方法在CO2利用方面颇具潜力。
最后，第4章着重论述基本的CO2圈闭机制，该机制对于CO2封存具有重要意义。
二、碳捕集在发电、工业生产以及能源转换过程中均会排放CO2。
碳捕集技术分为三个途径：燃烧后捕集、氧燃料燃烧捕集以及燃烧前捕集。
捕集技术中采用了多种物理和化学工艺，包括溶剂型吸收、吸附/吸收用固体吸附剂、薄膜、低温以及用于分离CO2的化学循环。
目前，化学吸收是商业上使用最广的技术（如加拿大每年100万吨CO2（tCO2）边界大坝CO2捕集厂项目和美国每年140万tCO2佩特拉诺瓦（Petra Nova）碳捕集与封存（CCS）项目）。
收集二氧化碳的方法是
1. 技术方法：通过化学吸附或物理吸附将二氧化碳从空气或燃烧排放中捕集。
常见的技术方法包括碳捕集与封存（CCS）、碳捕集与利用（CCU）等。
2. 植物吸收：植物通过光合作用吸收空气中的二氧化碳，并将其转化为有机物质。
种植大量植物可以起到一定程度上收集二氧化碳的作用。
3. 海藻或藻类吸收：海藻和一些藻类生物可以通过光合作用吸收水中的二氧化碳，并将其储存在体内。
因此，海洋和水域中种植这些生物可以收集二氧化碳。
4. 地下封存：将二氧化碳气体压缩并封存在地下地层、储层中，例如地下盐穴或油田中，在一定程度上可以收集二氧化碳。
5. 工业利用：通过工业过程中的化学反应或转化，将二氧化碳转变成对人类有用的化合物，例如将二氧化碳转化为化学品、燃料或建筑材料。
6. 生物利用：通过利用某些微生物或酶的作用，将二氧化碳转化为有机物质或其他化学物质。
值得注意的是，尽管有许多方法可以收集二氧化碳，但大规模且经济有效的二氧化碳收集技术仍然是一个挑战，在当前尚未广泛应用。
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co2捕集、利用及封存
CO2捕集、利用及封存是指采取措施减少大气中二氧化碳的浓度，以应对气候变化和减缓全球变暖的过程。
这一过程包括三个主
要步骤，捕集、利用和封存。
首先，CO2捕集是指从工业排放源头或空气中收集二氧化碳的
过程。
这可以通过化学吸收、物理吸附、膜分离等技术来实现。
捕
集二氧化碳的方法包括化石燃料电厂后燃烧捕集、天然气处理捕集、工业过程捕集等。
其次，捕集后的二氧化碳可以被利用，而不是直接排放到大气中。
利用CO2的方法包括将其用于增强石油采收率、合成燃料、化
学品生产、植物温室气体肥料等。
这些利用方式有助于减少二氧化
碳的排放，并为其赋予经济价值。
最后，CO2封存是指将二氧化碳永久地储存在地下或海底，以
防止其再次进入大气。
封存技术包括地质封存和海洋封存。
地质封
存是将二氧化碳注入地下岩层，如盐水层或油气田，使其长期储存。
海洋封存则是将二氧化碳储存在海洋底部的沉积物中。
总的来说，CO2捕集、利用及封存是一项重要的气候变化应对
措施，可以帮助减少大气中的温室气体浓度，减缓全球变暖的速度。
然而，这一过程也面临着技术成本、地质储存安全性、社会接受度
等挑战，需要综合考虑各种因素，以实现可持续的二氧化碳管理。
二氧化碳补集技术与利用目前，全球性的低温雨雪冰冻、暴风雪、海啸、飓风等灾害性气候事件在世界范围内频频出现，北极地区冰川消融速度不断加快，北半球冻土带面积持续缩减，……气候变暖已是不争的事实。
政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2007年初发表的第四次气候变化评估报告中指出，人类活动“很可能”是导致气候变暖的主要原因。
对全球气候变暖进行建模分析的结果表明，仅仅考虑自然因素，当前全球气温升高很难解释，只有同时考虑自然因素和人类活动，才能够很好的解释当前的全球变暖现象。
根据IPCC报告，引起全球变暖的CO2、CH4、N2O、氢氟烃四类气体中，CO2产生的温室效应占60%。
随着人们对气候变暖现状的认识，减少温室气体CO2等的排放量成为人们日益关注的焦点。
哥本哈根气候大会就未来应对气候变化的全球行动签署新的协议，为减缓这一趋势，科学家提出了二氧化碳捕集与封存技术。
但CO2捕集技术层出不穷，固相CO2捕集用于物理吸附，液相CO2捕集用于化学吸附。
中国作为东方大国，也提出双碳政策，到30年实现碳达峰，60年实现碳中和，这是一项非常艰巨又具有巨大意义的举措，各地政府与企业也为了实现这一目标不断探索实现新的减碳、减排政策。
以下介绍一中液相CO2的补集技术及 CO2的封存利用技术。
液态二氧化碳补集技术：来自烟囱前净烟道的烟气在烟气引风机的作用下，经过第一冷却器和第一分水罐，烟气中的大部分水被分离出来，排至脱硫塔系统内；冷凝后的烟气由引风机送至烟气离心压缩机。
烟气由烟气离心压缩机加压至以后，进入碳氮分离I装置；在吸附剂的选择性吸附下，大部分二氧化碳被吸附下来，未被吸附的氮气及氧气送入下工段制氮装置，通过氮气提纯装置得到99.9%氮气产品。
原料气进入碳氮分离I装置；在吸附剂的选择性吸附下，被吸附的二氧化碳在变压的作用下解析出来，从碳氮分离I装置通过冲洗、逆放排出的粗二氧化碳气经过混合气缓冲罐稳压后送入富二氧化碳解析气压缩机加压送入碳氮分离II段，在吸附剂的选择性吸附下，绝大部分二氧化碳被吸附下来，未被吸附的氮气及氧气从顶部排出送至脱硫塔。
二氧化碳的捕集、封存与综合利用前言近年来，温室效应加剧问题使环境与经济可持续发展面临严峻的挑战。
因此，引起温室效应和全球气候变化的二氧化碳的减排技术成为各国关注的焦点，如何从源头减少二氧化碳排放和降低大气中二氧化碳的含量成为挑战人类智慧的难题。
中国作为一个发展中国家，主要以煤炭的消费为主，主要的CO2排放源为燃煤的发电厂。
从总量上看，目前我国的二氧化碳排放量已位居世界第二，预计到2025年，我国的CO2总排放量很可能超过美国，位居世界第一。
因此，我国急需对所排放的二氧化碳进行捕获研究，以缓解我国的空气污染压力。
目前CO2的应用领域得到了广泛开拓，除了众所周知的碳酸饮料、消防灭火外，工业、农业、国防、医疗等部门都在使用CO2。
科学研究己经证明，CO2具有较高的民用和工业价值:以CO2为原料可合成基本化工原料；以CO2为溶剂进行超临界萃取；还可应用于食物工程、激光技术、核工业等尖端高科技领域；近年来开发出的新用途如棚菜气肥、保鲜、生产可降解塑料等也展现出良好发展前景。
[1]1.CO2捕集系统CO2捕获技术发展的方向是降低技术的投资费用和运行能耗。
依据捕获系统的技术基础和适用性，通常将火电厂CO2的捕集系统分为以下4种：燃烧后脱碳、燃烧前脱碳、富氧燃烧技术以及化学链燃烧技术。
1.1 燃烧后脱碳燃烧后脱碳是指采用适当的方法在燃烧设备后，如电厂的锅炉或者燃气轮机，从排放的烟气中脱除CO2的过程。
在燃烧后捕集技术中，由于烟气中CO2分压通常小于0. 15个大气压，因此需要与CO2结合力较强的化学吸收剂分离捕集CO2，用于CO2捕集的化学吸收剂主要是能与CO2反应生成水溶性复合物的有机醇胺类。
目前在CO2捕集方面研究和采用较多是醇胺法(MEA法)。
[2]燃烧后捕集技术是一种成熟的技术，这种技术的主要优点是适用范围广，系统原理简单，对现有电站继承性好。
但捕集系统因烟气体积流量大、CO2的分压小，脱碳的捕集成本较高。
过程的能耗较大，设备的投资和运行成本较高，而造成CO21.2 燃烧前脱碳燃烧前脱碳就是在碳基原料燃烧前，采用合适的方法将化学能从碳中转移出来，然后将碳与携带能量的其他物质分离，从而达到脱碳的目的。
燃烧前分离捕集CO2实质上是H2和CO2的分离，由于合成气的压力一般在2. 7MPa以上(取决于气化工艺)，CO2的分压远高于化石燃料在空气燃烧后烟气中的CO2分压。
典型的燃烧前CO2捕集流程分三步实施:(1)合成气的制取：将煤炭、石油焦、天然气等燃料与水蒸气、氧气进行不完全的燃烧反应，生成CO和H2的合成气。
(2)水煤气变换：将合成气的CO进一步与水蒸气发生CO变换反应，生成CO2和H2。
(3)H2/CO2分离：将不含能量的CO2同能量载体H2分离，为后续的氢能量利用和CO2封存等作准备。
[3]燃烧前捕集技术的成本比燃烧后捕集技术的成本低，具有较大的发展潜力。
1.3 富氧燃烧该技术是利用空分系统获得富氧或纯氧，然后将燃料与氧气一同输送到专门的纯氧燃烧炉进行燃烧，生成烟气的主要成分是CO2和水蒸气。
一般需要对燃烧后的烟气进行重新回注燃烧炉，这一方面降低燃烧温度；另一方而也进一步提高了CO2的体积分数。
由于烟气中CO2的体积分数高，可显著降低CO2捕获的能耗，但必须采用专门的纯氧燃烧技术，需要专门材料的纯氧燃烧设备以及空分系统，这将大幅度提高系统的投资成本，目前大型的纯氧燃烧技术仍处于研究阶段。
1.4 化学链燃烧化学链燃烧技术的能量释放机理是通过燃料与空气不直接接触的无火焰化学反应，打破了自古以来的火焰燃烧概念。
这种新的能量释放方法是新一代的能源环境动力系统，它开拓了根除燃料型、热力型NO x产生与回收CO2的新途径。
化学链燃烧技术是与空气不直接接触的情况下，燃料与金属氧化物反应，CO2产生在专门的反应器中，从而避免了空气对CO2的稀释。
金属氧化物与燃料进行隔绝空气的反应，产生热能、金属单质以及CO2和水，金属单质再输送到空气反应器中与氧气进行反应，再生为金属氧化物。
反应生成的CO2和水处于反应器中，所以CO2的捕获非常容易。
[4]该法的经济性要依靠大量可以无数次循环再生的有活性的载氧体，控制载氧体的磨损和惰性是该技术的关键。
由于其经济性好，作为烟气中捕集分离CO2的方法前景看好。
1.5 CO2分离技术无论采取何种捕集系统，其关键技术都是CO2的分离，即将CO2同其它物质相分离，以便于后续的工艺处理。
根据分离的原理、动力和载体，CO2分离技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法和深冷法等。
1.5.1 吸收法（1）化学吸收法化学吸附法是利用CO2和吸附液之间的化学反应将CO2从排气中分离回收的方法。
典型的化学吸收剂有一乙醇氨（MEA）、二乙醇氨（DEA）和甲基二乙醇氨（MDEA）等。
此法为湿式吸收法可与湿式脱硫装置联合使用。
其反应式为：CO2+OH HCO3-此反应为一可逆反应，温度对反应有很大的影响，反应一般在38℃左右吸收CO2，吸收CO2，反应向右进行，当温度在100℃，反应向左进行，放出CO2。
[5]化学吸收法目前存在的主要问题是：①由于在吸收塔内有起泡、夹带等现象，使烟气净化系统复杂，能量消耗和投资都很大；②由于烟气中含有少量的O2、CO、SO2等气体，在再生塔的高温条件下，一方面会与吸收液反应，使吸收液浓度下降，吸收效率降低，另一方面会腐蚀再生塔，影响设备寿命。
③处理高炉咽气时，由于反应的温度是在100℃以下，就要对高温气体换热，处理的设备增多，加大了投资。
（2）物理吸收法物理吸收法主要是利用水、甲醇、碳酸丙稀脂等作为吸收剂，利用CO2在这些溶液中的溶解度随压力而改变的原理来吸CO2气体。
这种方法主要在低温高压下进行，吸收能力大，吸收利用量少，吸收剂再生不需要加热，溶剂不起泡，不腐蚀设备。
但只能适用于CO2气体分压较高的条件，CO2的去除率较低。
1.5.2 物理吸附物理吸附法是利用天然存在的沸石等吸附剂CO2气体具有选择吸附的性质，对CO2气体进行分离的方法。
利用吸附量随压力变化而使某种气体分离回收的方法称为变压吸附法（PSA），变压吸附工艺(PSA法)，工艺过程简单，能耗低，适应能力强，无腐蚀问题。
但CO2的回收率比较低，适用于CO2浓度比较高的情况。
利用吸附量随温度变化而分离回收某种气体的方法称为变温吸附法（TSA）二者结合在一起的为PTSA法。
1.5.3 膜法分离利用高分子膜分离气体是基于混合气体中CO2气体与其他组分透过膜材料的速度不同而实现CO2气体与其他组分的分离。
主要有气体分离膜技术和气体吸附膜技术，这两种膜分离技术在火电厂分离回收CO2过程中有较大的应用前景。
此外，膜分离技术还可用于从天然气中分离CO2，从沼气中去除CO2。
膜分离法具有装置简单、操作方便、能耗较低等优点。
但是很难得到高纯度的CO2。
1.5.4 低温分离法低温分离法是通过低温冷凝分离CO2的一种物理过程，一般是将烟气多次压缩和冷却后，引起CO2的相变，从而达到从烟气中分离CO2的目的。
2.二氧化碳的封存日前降低大气中二氧化碳的方法包括对能源的合理和有效使用；用天然气代替煤做燃料；用风能、太阳能和核能代替化石能源；通过热带雨林、树木或农场等的陆地封存，海洋处置，矿物封存以及地质封存等。
其中，利用自然界光合作用等方式来吸收并贮存二氧化碳是最直接且副作用最小的方法。
2.1 地质封存地质封存是将二氧化碳加压灌注到合适的地层中，然后通过物理和化学俘获机理实现永久封存。
为把CO2储存到地底下，作为地质结构条件必须具有储存层、密封层和密封结构。
作为储存层，以多孔质、具有渗透性的岩石层为宜，这种岩石层相当于孔隙大的含水层。
CO2在地底下的储存深度通常也称为地下深部盐水层，这是因为地层水的盐分高，故而称之为地下深部盐水层。
作为密封层，有渗透率低的页岩和泥质岩等。
作为密封结构，必须是储存层的上部具有密封层的结构，如岩穹结构等。
因此，所谓的CO2在地底下的储存，就是把超临界状态下的CO2压入地底下800m深的含水层，利用防止气体和液体向储存层上部渗透的冠岩层，可将CO2长期、稳定地密封在地底下。
与地质封存关联的另一种处理方式是CO2的再利用。
即将CO2注入正接近枯竭的油田以提高石油采收这种方案比较具有吸引力，因其能够从额外开采的石油中部分补偿CO2的储存成本，但缺点是这类油田的地理分布不均，且开采潜力有限。
如果二氧化碳从封存的地点泄漏到大气中，那么就可能引发显著的气候变化。
[6]如果泄漏到地层深处，就可能给人类、生态系统和地下水造成灾害。
此外，对地质封存二氧化碳效果进行测试的科学家发现，被注入地层深处的二氧化碳还会破坏储藏带的物质。
CO2在地底下的储存技术可应用于增加地底下储藏的天然气的开采量和石油增产回收等，因此它被认为是一种实用、有效的方法。
2.2 海洋封存海洋处置是指通过管道或船舶将二氧化碳运输到海洋封存的地点，将二氧化碳注入海洋的水柱体或海底。
目前CO2的海洋封存主要有2种方案：一种是通过船或管道将CO2输送到封存地点井注入1000m以上深度的海中，使其自然溶解；另一种是将CO2注入3000m以上深度的海里，由于CO2的密度大于海水，因此会在海底形成固态的CO2水化物或液态的CO2“湖”，从而大大延缓了CO2分解到环境中的过程。
在海洋封存二氧化碳的研究中，海洋生态环境是一个必须要慎重考虑的环节。
深海中的洋流运动以及密度差、温度差等引起的海水运动甚至包括还没有被我们发现的大型深海动物的出现都有可能影响到我们在海洋中封存二氧化碳的技术实施。
被溶解和消散的二氧化碳随后会成为全球碳循环的一部分。
这一方法存在许多问题。
一是海洋处置费用昂贵；二是二氧化碳进入海洋会对海洋生态系统产生危害。
研究表明，海水中如果溶解了过多的二氧化碳，海水的PH值就会下降，这可能对海洋生物的生长产生重要的影响。
三是海洋处置绝非一劳永逸之举，贮藏在海洋中的二氧化碳会缓慢地逸出水面，回归大气。
因此，二氧化碳的海洋处置只能暂时缓解二氧化碳在大气中的积累，并非是一劳永逸的。
2.3 矿石碳化二氧化碳的矿物封存主要是利用各种天然存在的矿石与二氧化碳进行碳酸化反应得到稳定的碳酸盐的方法来储存二氧化碳，与其他封存方式相比，具有许多优点：一是由于碳酸盐的热稳定性及其对环境无任何影响，因此二氧化碳矿物封存是一种最安全、最永恒的固定方式；二是用于二氧化碳矿物封存的原料来源丰富、储量巨大、价格低廉，因此具有大规模固定的潜力和经济效益。
由于碳酸盐的自由能比二氧化碳的要低，因此，矿物碳酸化反应从理论上来讲是可行的。
以含有钙镁硅酸盐的矿石为例，CO2与钙镁硅酸盐反应的一般形式为:M x Si y O x+2y+z H2z(s)+x CO2(g)—―x MCO3(s)+y SiO2(s)+z H2O(l/g)M=Mg，Ca二氧化碳碳化后不会释放到大气中，因此相关的风险很小。
