CCUS碳捕集物理吸附法与化学回收法

物理吸附法主要是利用沸石、活性炭和金属有机框架(MOFs)等多孔材料进行的CO2物理吸附过程,适用于CO浓度较高的烟气或工业废气捕集。在此过程中,CO分子通过物理作用被固体吸附剂表面所捕捉,吸附过程中不发生化学反应。其原理是依靠材料和CO分子间的范德华力或弱静电相互作用进行吸附,无需化学反应。为什么要用多孔材料,是因为通常多孔材料的比表面积比同等质量的材料更大,这使得材料表面可供吸附的空间就更多,CO分子与材料表面的接触机会也会增加。因此,比表面积越大,物质的吸附性能越好,这也是为什么在碳捕集材料中,比表面积常常被作为评估其性能的重要指标。

化学吸收法主要是利用化学吸收剂,通过与二氧化碳(CO)分子发生化学反应,实现对CO的选择性吸收和捕集。在该过程中,CO分子与吸收剂表面发生共价键结合,形成稳定的化学键合物,从而实现高效捕集。该方法的关键是吸收剂,其吸收过程依赖吸收剂的化学亲和力,在气态成分与吸收剂接触后,将气体组分从气相溶解到吸收剂液相中。

化学吸收法碳捕集通常是在低温下,利用特定的碱性吸收剂有选择性地与混合烟气中的CO以化学键结合的方式发生化学反应,形成不稳定的盐类,然后可以通过升温等方式,使得盐类逆反应解吸放出CO,实现吸收剂的再生以及CO的脱附、储存或利用。