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碳捕捉与封存技术的进展

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第一部分碳捕获技术的种类及原理 2

第二部分碳封存技术的策略与方法 5

第三部分碳捕捉与封存技术的发展历程 7

第四部分碳捕捉与封存技术的经济性分析 10

第五部分碳捕捉与封存技术的政策和法规 14

第六部分碳捕捉与封存技术的环境影响 16

第七部分碳捕捉与封存技术的前沿研究 20

第八部分碳捕捉与封存技术在气候变化中的作用 23

第一部分碳捕获技术的种类及原理

关键词

关键要点

前置燃烧碳捕获

1.在燃料燃烧之前，从燃料中分离出二氧化碳，通过吸收或吸附等过程进行。

2.适用于发电厂、水泥厂等高排放源，减少燃料燃烧过程中的二氧化碳排放。

3.具有成熟的工艺技术，但投资和运行成本相对较高。

后置燃烧碳捕获

1.在燃料燃烧之后，从烟气中分离出二氧化碳，利用溶剂或膜技术进行选择性吸收。

2.适用于排放量大、烟气流量稳定的工业和发电行业。

3.投资和运行成本较低，但会降低燃料利用率，影响系统的能源效率。

富氧燃烧碳捕获

1.在燃烧过程中加入富氧空气，提高燃烧温度，降低烟气中二氧化碳的浓度。

2.后续通过冷凝或变压吸附等技术从低浓度烟气中分离出二氧化碳。

3.适用于燃气轮机电厂等燃料利用率高的场合，但技术难度和成本较高。

化学回路碳捕获

1.利用氧化钙或氧化镁等固体吸附剂与燃料反应生成二氧化碳。

2.再经高温分解，释放出二氧化碳并再生吸附剂，实现循环利用。

3.具有低能耗、零排放的优势，但技术仍在研发阶段，面临着成本和稳定性方面的挑战。

膜分离碳捕获

1.利用具有选择性透过性的膜，从工业烟气或天然气中分离出二氧化碳。

2.具有低能耗、高效率的优点，但膜材料的耐高温性和稳定性还有待提高。

3.适用于中等排放浓度和流量的场合，如天然气加工厂和工业锅炉。

生物炭捕获

1.利用生物质热解或气化过程中产生的固体炭化物（生物炭）吸附大气中的二氧化碳。

2.生物炭具有较强的固碳能力和稳定性，同时可以改善土壤质量。

3.适用于分散式的二氧化碳排放源，如农业和林业，但规模化应用存在技术和经济方面的挑战。

碳捕获技术的种类及原理

1.前燃烧碳捕获

该技术在燃料燃烧前对燃料进行处理，去除其中的碳。

*氧气燃烧和富氧燃烧：使用高浓度氧气或富氧空气进行燃烧，产生高浓度二氧化碳气流。

*化学循环燃烧（CCC）：利用金属氧化物作为氧载体，在氧化还原循环中释放和吸收氧气，实现燃料中的碳与氧的分离。

2.后燃烧碳捕获

该技术在燃料燃烧后，从烟道气中分离出二氧化碳。

*烟道气后燃烧吸收（PSC）：使用胺溶剂或其他化学溶剂吸收烟道气中的二氧化碳。

*膜分离：利用选择性透过的膜将二氧化碳从烟道气中分离出来。

*低温蒸馏：降低烟道气温度，利用二氧化碳和氮气的凝结点差异进行分离。

3.氧气燃烧碳捕获（OXY）

该技术使用纯氧或高浓度氧气作为助燃剂，实现燃料完全燃烧。

*纯氧燃烧：使用纯氧作为助燃剂，产生几乎纯净的二氧化碳气流。

*富氧燃烧：使用高浓度氧气作为助燃剂，获得高浓度二氧化碳气流。

4.碳酸盐循环

该技术利用碳酸盐溶液与烟道气中的二氧化碳发生反应，生成碳酸盐沉淀物。

*干法碳酸盐循环：采用固体碳酸盐颗粒作为吸附剂，在高温条件下与二氧化碳反应生成碳酸盐沉淀物。

*湿法碳酸盐循环：采用碳酸钾溶液作为吸附剂，在低温条件下与二氧化碳反应生成碳酸盐沉淀物。

5.生物碳捕获

该技术利用生物质（如植物、动物废弃物）与二氧化碳反应，生成固体碳（生物碳）。

*热解：在缺氧条件下加热生物质，分解成气体、液体和固体产物，固体产物即为生物碳。

*气化：在有氧条件下加热生物质，生成合成气（含二氧化碳），然后通过催化反应将二氧化碳转化为生物碳。

6.直接空气捕获（DAC）

该技术直接从大气中捕获二氧化碳。

*胺溶剂吸收：使用胺溶剂吸收大气中的二氧化碳，然后通过加热释放。

*膜分离：利用选择性透过的膜将二氧化碳从大气中分离出来。

*固体吸附剂：使用固体吸附剂吸附大气中的二氧化碳，然后通过加热或压力变化释放。

第二部分碳封存技术的策略与方法

关键词

关键要点

主题名称：地质封存

1.利用地质构造，如盐穴、枯竭油气田和深层含水层，将二氧化碳注入地下，实现长期封存。

2.地质封存技术的成熟度较高，具有大规模封存二氧化碳的潜力。

3.注射和储存过程中二氧化碳的流动和封存机制需要深入研究，以确保长期安全。

主题名称：海洋封存

碳封存技术的策略与方法

前言

碳捕捉与封存（CCS）技术旨在通过从工业