碳捕获、利用与封存(CCUS)在能源转型中至关重要,因其在大气二氧化碳清除方面发挥关键作用。碳捕获与封存(CCS)技术旨在将二氧化碳储存于地下,而碳捕获与利用(CCU)技术则致力于将二氧化碳作为原料应用于其他工业流程,例如提高采收率或合成燃料生产。
捕集:二氧化碳可从燃料气(燃烧前)或烟气(燃烧后)中捕集,应用于众多工业领域(如油气、液化天然气、生物燃料、钢铁、水泥),甚至可通过直接空气捕集(DAC)技术从大气中捕获。常见捕集技术为二氧化碳吸收法,其原理类似炼油厂的硫化氢洗涤器,包含以下设备:
- 预洗涤器:冷却烟气并去除颗粒物
- 吸收塔(或洗涤塔):在30-50°C/85-120°F条件下使二氧化碳与化学胺结合
- 脱附塔(或剥离塔):在110-130°C/230-260°F条件下从胺液中释放二氧化碳
- 再沸器:需3-4巴蒸汽加热脱附器
应用:二氧化碳可注入现有油井实现采油增产(EOR),与绿色氢气合成电子甲醇运输燃料,或作为其他工业过程的原料。
储存:首先在脱水装置中干燥二氧化碳以消除管道酸腐蚀,随后加压至72巴/1050磅/平方英寸,注入地下临界深度以下区域(该深度温度需超过32°C/90°F)。在此条件下二氧化碳呈超临界流体状态,储存体积大幅缩减。