Page 9 - 《精细化工》2023年第1期

第 40 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.40, No.1
2 023 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2023

综论
二氧化碳捕集化学吸收剂的研究进展

赵然磊，马文涛，徐 晓，李存磊，马贵阳，张秋实

（辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院，辽宁 抚顺 113001）

摘要：为应对二氧化碳过度排放导致全球变暖的环境危机问题，中国提出“碳达峰、碳中和”的战略目标，二
氧化碳捕集技术日益成为研究热点。该文主要针对液相化学捕集（溶剂吸收法）技术，重点介绍了醇胺类化合
物、碳酸钾、氨水、离子液体和相变材料等二氧化碳捕集化学吸收剂的最新研究进展，详细介绍了各类吸收剂
的化学反应机理、性能的优缺点、改进的方向以及面临的挑战，并对化学吸收剂未来发展方向进行了展望。
关键词：二氧化碳捕集；化学吸收；醇胺；氨水；离子液体；相变
中图分类号：TQ028.17；X701 文献标识码：A
文章编号：1003-5214 (2023) 01-0001-09 开放科学 (资源服务) 标识码 (OSID)：

Research progress of chemical absorbents for carbon dioxide capture

ZHAO Ranlei, MA Wentao, XU Xiao, LI Cunlei, MA Guiyang, ZHANG Qiushi
（College of Petroleum and Natural Gas Engineering, Liaoning Petrochemical University, Fushun 113001, Liaoning, China）

Abstract: To cope with the environmental crisis of global warming caused by excessive CO 2 emissions,
China has proposed the strategic goals of "carbon peak" and "carbon neutrality". And CO 2 capture
technology has become the scientific research focus. This review focused on the liquid-phase chemical
capture (solvent absorption) technology, especially the latest research progress of chemical adsorbents for
carbon dioxide capture including alcohol-amine absorbents, potassium carbonate absorbents, ammonia
absorbents, ionic liquid absorbents, and phase change absorbents with detailed analysis on the chemical
reaction mechanism as well as the advantages and disadvantages of various adsorbents. Finally, the
improvement directions and the existing challenges were discussed, and the future development of the
chemical absorbents was presented.
Key words: carbon dioxide capture; chemical absorption; alcohol-amine; ammonia; ionic liquids; phase change

二氧化碳作为造成温室效应的主要因素，成为 燃烧后捕集指的是燃烧排放的烟气通过分离设
全球变暖的罪魁祸首。如何实现“二氧化碳减排” 备产生比较纯净的 CO 2 的过程，因其具有成本低、
成为人们日益关注的热点 [1-2] 。“碳减排”的主要途 经济性高、技术成熟、不需要对已有设备进行大规
径包括提高能源利用率、开发清洁可再生能源和二 模改装以及适用范围广等优点，成为人们关注的热
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氧化碳捕集、利用与封存（CCUS）等。其中，CCUS 点，主要的方法包括低温精馏法 、膜分离法 、吸
[6]
是指将 CO 2 从工业过程、能源利用或大气中分离出 附法 、溶剂吸收法等。低温精馏法又称深冷分离
来，直接加以利用或注入地层以实现 CO 2 永久减排 法，是通过低温冷凝分离 CO 2 的物理过程，一般是
的过程。其作为一种温室气体减排技术，可为中国 将烟气进行多次压缩和冷却，引起各气体组分相变
“双碳”目标的实现提供助力。开展 CCUS 最前期 来达到分离烟气中 CO 2 的目的。膜分离法是指原料
的工作便是 CO 2 捕集，是将 CO 2 从工业生产、能源 气在膜两侧压力差的驱动下，由于不同气体分子透
[3]
利用或大气中分离出来的过程 。主要分为燃烧前 过膜的速率不同，利用气体分子的渗透速率差使不
[2]
捕集、燃烧后捕集、富氧燃烧和化学链捕集 。 同气体在膜两侧实现富集分离。吸附法是指利用吸

收稿日期：2022-05-09; 定用日期：2022-08-19; DOI:10.13550/j.jxhg.20220450
基金项目：辽宁省教育厅科学研究经费项目（L2020047）；辽宁省海洋经济发展项目（HYZX202110）
作者简介：赵然磊（1986—），男，讲师，E-mail：zhanranlei@foxmail.com。