Page 15 - 《精细化工》2023年第1期

第 1 期 赵然磊，等: 二氧化碳捕集化学吸收剂的研究进展 ·7·

亟需解决的问题。众多 CO 2 捕集技术中最具工业应 参考文献：
用潜力的是化学吸收法，其中吸收剂的选择是基础 [1] XU Y H (徐永辉), XIAO B H (肖宝华), FENG Y Y (冯艳艳), et al.
和关键。作为应用较早的吸收剂，醇胺类吸收剂捕 Research progress of carbon dioxide capture materials[J]. Fine
Chemicals (精细化工), 2021, 38(8): 1513-1521.
集 CO 2 已经有近一百年的发展历史，并成为 CO 2 捕 [2] The annual report on carbon dioxide capture, utilization and storage
集中最为常用的吸收剂，但吸收速率较慢和能耗过 (CCUS) of China (2021)[R]. Beijing: Institute of Environmental
高等问题阻碍着该类吸收剂的进一步推广应用，可 Planning, Ministry of Ecology and Environment, 2021.
[3] ZHU M (朱敏), WANG Y F (王艳芳), CHEN S J (陈树军), et al.
采用多种不同溶剂混合来提高吸收速率，并将高沸 Simulation study on the adsorption and separation of CO 2 from
点溶剂或离子液体代替水与胺形成复配溶液来降低 natural gas by M-MOF-74[J]. Journal of Liaoning Petrochemical
University (辽宁石油化工大学学报), 2019, 39(3): 40-45.
反应过程中的能耗。热钾碱溶液吸收 CO 2 的温度与
[4] LU S J (陆诗建), CAO W (曹伟), SUN Y T (孙岳涛), et al. Progress
其吸收液逆向反应释放 CO 2 的温度非常接近，大大 in recycling technology of CO 2 produced gas from CO 2 drive in
降低了解吸所需的能耗，但存在吸收 CO 2 速率较低 oilfield[J]. Natural Gas Chemical Industry (天然气化工), 2016,
41(6): 105-109, 114.
的问题，部分专家学者通过添加活化剂来改善其性 [5] GUO Z (郭智), ZHANG X M (张新妙), ZHANG C L (章晨林), et al.
能，且取得了一定的研究进展；但 CO 2 吸收过程中 Research development of membrane materials for separation of CO 2
的热稳定性和活性持久性问题并未改善，在后续研 from flue gas[J]. Modern Chemical Industry (现代化工), 2016,
36(6): 42-45, 47.
究中应注重解决此类问题。氨水吸收剂较醇胺吸收 [6] ZHU X C (朱炫灿), GE T S (葛天舒), WU J Y (吴俊晔), et al.
剂有更大的吸收能力，使其在 CO 2 捕集上具有巨大 Large-scale application and challenges of adsorption carbon capture
technology[J]. Chinese Science Bulletin (科学通报), 2021, 66(22):
的前景，但氨水吸收剂易挥发的特性导致捕集过程
2861-2877.
中氨水再生环节极易损失。采用冷冻氨法可以使 [7] QIU X X (仇雪霞). Preparation of ion-exchange resin form waste
CO 2 捕集过程中的氨挥发量和解吸能耗都有显著降 plastics and its application in CO 2 capture[D]. Qingdao: Qingdao
University of Science and Technology (青岛科技大学), 2020.
低；另外，氨水吸收剂在捕集 CO 2 过程中可反应生 [8] QIU Y Q (邱亚琴), WANG W Z (汪文哲), CHEN X X (陈潇湘), et al.
成副产碳酸氢铵直接用作农业化肥，不但解决了脱 Currunt research status of lithium zirconate ceramic for high
碳过程中氨逃逸问题，而且能够产生一定的经济效 temperature CO 2 separation[J]. Ceramics (陶瓷), 2015, (3): 9-13.
[9] LI L L (李玲玲), CHEN R (陈韧), SUN Y (孙野), et al. Adsorption
益，是未来发展的一个重要方向。离子液体吸收剂 of CO 2 by calcium-based material prepared from refining slag[J].
作为一种“绿色环保”的吸收剂，未来工业前景非 Natural Gas Chemical Industry (天然气化工), 2020, 45(5): 62-66.
常广阔，特别是作为一种功能化离子液体，可实现 [10] YUE M B (岳明波), ZHU J H (朱建华). Efficient CO 2 capturer
derived from as-synthesized mesoporous silica modified with
对 CO 2 的吸收并转化成其他对大气没有污染的物 amines[J]. Chinese Journal of Catalysis (催化学报), 2008, (10):
质，减少生产消耗。其与醇胺溶液组成离子液体- 1051-1057.
[11] LEE J W, KIM S, PINEDA I T, et al. Review of nanoabsorbents for
醇胺复配溶液体系是下一步研究的重要方向；并且 capture enhancement of CO 2 and its industrial applications with
随着离子液体基础研究和工业研究的不断深入，未 design criteria[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021,
来离子液体可在固定 CO 2 的同时转化为汽油添加剂 (138): 110524.
[12] HONG Z P (洪宗平), YE C M (叶楚梅), WU H (吴洪), et al.
等可利用资源。相变吸收剂的提出为解决解吸能耗 Research progress in CO 2 removal technology of natural gas[J].
高的问题提供了一个新思路，但在吸收过程中存在 CIESC Journal (化工学报), 2021, 72(12): 6030-6048.
着吸收剂降解和挥发等问题。为此，专家学者提出 [13] WU B (吴彬), HUANG K R (黄坤荣), LIU Z J (刘子健). Research
progress on carbon dioxide capture by chemical absorption[J].
多元复配溶剂体系来解决此类问题，同时相变吸收 Guangzhou Chemical Industry (广州化工), 2017, 45(11): 11-14.
剂在吸收速率和吸收容量上还无法与醇胺类吸收剂 [14] LIU Z Z (刘珍珍). Research on mixed absorbent and optimiaztion of
CO 2 capture process[D]. Hangzhou: Zhejiang University (浙江大学),
相媲美，未来 CO 2 的两相吸收应向着高吸收效率、
2021.
低反应热且在不影响吸收效果的前提下克服设备腐 [15] CAI T, SUN H B, QIAO J, et al. Cell-free chemoenzymatic starch
蚀和保证工艺高效运行的方向发展。 synthesis from carbon dioxide[J]. Science, 2021, 373(6562):
1523-1527.
国内外专家学者针对以上几种化学吸收剂展开 [16] GUO C (郭超), CHEN S Y (陈绍云), CHEN S M (陈思铭), et al.
了大量的研究工作，并取得了一定的研究成果，部 Mixture absorption system of non-aqueous MEA solution for CO 2
分吸收剂已经应用到 CO 2 捕集商业化或工业示范项 capture[J]. Modern Chemical Industry (现代化工), 2014, 34(8):
107-109.
目中。但在实际生产中仍然存在成本高、能耗大、 [17] GRAY M, SOONG Y, CHAMPAGNE K. Improved immobilized
工艺配套不完善等问题。在未来的研究中，应注重 carbon dioxide capture sorbents[J]. Fuel Process Technology, 2005,
86(14/15): 1449-1455.
开发高 CO 2 吸收能力、低再生消耗、无毒、腐蚀性 [18] DONALDSON T L, NGUYEN Y N. Carbon dioxide reaction and
小、低成本且能大规模应用于工业生产的新型吸收 transport in aqueous amine membranes[J]. Industrial & Engineering
剂，为实现低碳排放以及“碳中和”目标的如期顺 Chemistry Fundamentals, 1980, 19(3): 260-266.
[19] LI Q F (李清方), LU S J (陆诗建), ZHANG J (张建), et al.
利实现提供支撑。 Experimental study on absorption of carbon dioxide in flue gas by