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碳捕获

真空和正压环境有助于高效分离和封存二氧化碳(CO2),防止其排放至大气中。

真空在碳捕获中起着什么作用?

为缓解气候变化影响,全球正寻求绿色转型之道。其中关键环节是超大限度减少排放到大气中的二氧化碳(CO2)量。
Busch 普旭真空泵是整套碳捕获工艺流程的关键设备。


借助碳捕获技术,可显著降低电力、钢铁等高排放行业的二氧化碳(CO2)排放量,甚至实现完全消除。Busch 普旭真空泵是整套碳捕获工艺流程的关键设备。

碳捕获与封存

碳捕获与封存是一套用于阻止二氧化碳排放至大气的工艺与技术。主要分为两种形式:工业碳捕获是在排放源头(如碳排放工厂的烟囱)直接捕获二氧化碳(CO2);直接空气捕获(DAC)是从环境空气中提取二氧化碳。

真空与正压在碳捕获中的应用

真空和正压环境在碳捕获中发挥着关键作用,有助于高效分离和封存二氧化碳(CO2),防止其排放至大气中。Busch 普旭

真空泵鼓风机可助力二氧化碳捕获、吸附介质再生以及提升二氧化碳(CO2)纯度。适用于工业碳捕获直接空气捕获工艺流程。
工业碳捕获

工业碳捕获

工业碳捕获致力于降低工业流程和发电厂的二氧化碳排放。该技术通过在排放源头将二氧化碳与其他气体分离,防止其进入大气。

现有多种技术方案可供选择,并可对现有工业设施进行改造升级。主要分为吸收法吸附法以及膜分离法三大类别。Busch 普旭真空泵与鼓风机在各类碳捕获工艺中发挥着至关重要的作用。

配套产品

吸收

胺洗涤

胺洗涤是一种基于溶剂的碳捕获技术,适用于发电站、化工厂和钢铁厂等大流量工业应用。在高排放产业聚集区,还可建立集中式胺洗涤系统,实现多厂共享设施。

烟气(即废气)先在冷却塔中降温至略高于室温。冷却后的烟气随后进入吸收塔,与液态碱性吸附剂胺液接触。烟气中的 CO2 溶解于胺液,从而被捕获。其余气体继续上升,通过塔体排出。

此时含有高浓度 CO2 的胺液被输送至再生塔在真空环境下经蒸汽加热实现分离。施加真空可降低胺液沸点。蒸汽使捕获的二氧化碳释放,此时二氧化碳纯度极高。胺液在高温下易降解, 因此降低胺液沸点可使其保留并重复使用(经适当处理可多年重复使用)。胺再生工艺更具可持续性和成本效益:新胺液采购成本高昂且处置困难。

最终阶段:将二氧化碳(CO2)抽送至收集容器真空泵将再生塔中捕获的气体抽送至收集容器。随后,二氧化碳可被运输用于重复使用或封存,而胺液则返回吸收塔继续使用。

吸附

移动床工艺

移动床碳捕获工艺涵盖吸附反应器解吸反应器吸附剂干燥器三个环节。该工艺借助固体吸附剂捕获二氧化碳(CO2)。这些吸附剂以多孔材料为基质,内含胺溶剂,呈球状,在系统中的三个区域循环。

吸附反应器
该工艺开始于吸附反应器。工业流程中所产生的烟气在此被引入,二氧化碳(CO2)随之被吸附剂捕获。该步骤虽方法各异,但原理与胺洗涤工艺完全相同:二氧化碳溶解于胺溶剂,从而被捕获。

解吸反应器
吸附有二氧化碳(CO2)的固体吸附剂随后进入解吸反应器。蒸汽注入反应器并凝结于固体吸附剂上,促使二氧化碳(CO2)释放并可被提取。

连接在解吸反应器出口的真空泵将二氧化碳(CO2)抽出。气体通过真空泵后,从出口流入收集容器。随后可运输用于重复使用或封存。

吸附剂干燥器
随后,含水饱和的固体吸附剂进入吸附剂干燥器。鼓风机向干燥器吹入热空气,以降低吸附剂水分含量。经过干燥处理的固体吸附剂从干燥器排出,准备重新投入使用。

真空变压吸附(VSA)

真空变压吸附(VSA),亦称压力变压吸附(PSA)或真空压力变压吸附(VPSA),是一种二氧化碳(CO2)分离技术,其与移动床工艺一样,包含吸附解吸再生三个环节。

吸附
首先,让处于高压状态的烟气通过名为“吸附床”的装置。该装置本质上是由固体吸附剂构成的过滤器:这种多孔材料既可选用与其他捕获技术相同的胺基材料,也可采用活性炭或沸石等其他化合物。其工作原理是选择性地捕获二氧化碳(CO2)分子,同时让其他气体通过。

解吸
当二氧化碳(CO2)从烟气中分离且吸附床饱和后,向腔室施加真空。这一操作会降低被捕获的二氧化碳分子的压力,使其从吸附床脱离(即解吸)并恢复气态。同时升温,可进一步提高解吸效率。

再生
与胺洗涤工艺相似,该过程在释放二氧化碳的同时,实现了胺基吸附床的再生,使其能够重复使用。

此时,高纯度的二氧化碳分子可被重新捕获,便于运输或封存。

膜分离捕获

膜分离技术是一种易于规模化应用的碳捕获方式,适用于生物气升级、石油化工精炼等中小规模的二氧化碳排放源。该工艺借助多级膜组件完成气体分离。这些膜材料充当过滤器,使 CO2 优先渗透,同时截留其他气体组分。

通过对膜组件同时施加真空和正压,可提高整体工艺的效率。真空与正压的共同作用能在每张膜的两侧形成了压差。通过在膜的一侧使用真空泵进行减压,而在另一侧使用鼓风机进行增压。这一操作提高了 CO2 透过膜的渗透率。

典型的膜分离捕获工艺采用两级分离设计,每级由多个并联排列的膜模块组成。通过双重过滤,可超大限度地分离和去除烟气,从而获得更高纯度的回收 CO2

直接空气捕获

直接空气捕获

直接空气捕获(DAC)是一种不受地理位置约束的碳捕获方式,无需部署在 CO2 排放源附近。直接空气捕获(DAC)技术既能捕获难以直接处理的分散排放源(如交通工具)的碳排放,也可清除历史遗留碳排放,即碳捕获技术问世前,多年来累积在大气中的二氧化碳。

利用风机将空气抽吸通过浸有胺溶液的过滤器,从而实现二氧化碳的捕获。为使二氧化碳分子从过滤器上解吸,真空环境是关键所在。真空系统降低捕集器内的压力,使被捕获的 CO2 分子压力也随之降低。这促使二氧化碳分子从过滤器脱附并恢复气态。脱附后的 CO2 可运输用于重复使用或永久封存。

全球首家应用直接空气捕获技术的 Climeworks 公司,在其工艺中使用了 MINK 真空泵, 并凭借其开创性技术荣获"2021 年度 Busch 普旭真空技术创新奖"。

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碳捕获与封存应用解决方案

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常见问题解答

二氧化碳捕获后的去向如何?

无论采用何种碳去除方法,捕获的 CO2 均可被资源化利用或永久封存

资源化利用

二氧化碳是众多行业不可或缺的重要资源。全球每年 CO2 需求量超过 2.3 亿吨。化肥行业是最大需求方,其次,油和天然气领域也需大量二氧化碳用于提高石油采收率。

此外,二氧化碳在其他商业应用中也是一种重要的资源。氧化碳可应用于灭火系统温室作物生长促进以及食品与饮料生产领域。

通过循环利用原本将排入大气的二氧化碳,构建一个更可持续的循环系统。

封存

捕获二氧化碳的另一处理方式是永久封存。可将二氧化碳封存于地下深层基岩

具体而言,先将 CO2 与水混合生成碳酸, 再将其泵入地下。碳酸溶液的酸性会溶解玄武岩基岩中的矿物质,使其以离子形态析出到水中

随着时间推移,这些离子将与二氧化碳发生反应并形成化学键合, 最终实现二氧化碳的矿物化固结,即二氧化碳实质上已成为岩石的组成部分

两年后,混合物中 90% 以上的离子都会完成此过程。这样即可确保二氧化碳有一个安全且永久的贮存地,不会回到大气中。

将二氧化碳变为坚固的岩石

海洋能否直接捕获二氧化碳?

海洋直接捕获技术是当前正在研发的另一种自然环境二氧化碳去除方式。

海洋是地球天然碳汇,能历经数十年缓慢作用,让大气中的 CO2 逐渐扩散并溶解于海水。处理海水表层可去除其含有的二氧化碳。先分流少量(不足 1%)捕集海水预处理成酸性溶液, 再将该酸性溶液加入剩余海水中,经化学反应析出 CO2。处理后的海水会恢复至原始 pH 值并回归海洋。

这一过程使海水能够持续吸收等量 CO2,形成极具可持续性的解决方案。

该技术若应用,将是极具环保性的碳捕获方案:全程仅用海水介质,无需吸附剂或溶剂,且不产生任何副产物。

碳捕获工艺中采用哪些真空泵技术?

在碳捕获工艺中,不同的工艺类型和技术选择会涉及多种真空泵技术。

干式螺杆泵爪式泵以及液环真空泵可用于直接空气捕获(DAC),而旋片真空泵罗茨泵侧流风机则适用于工业捕获。

欢迎浏览我们的产品查找器或直接与我们联系,我们将为您找到适合您的解决方案。

什么是直接空气碳捕获(DAC)?

直接空气碳捕获(DAC)是一种从大气中直接提取二氧化碳的碳捕获技术。

与工业碳捕获不同,该技术无需在排放源现场进行,可在任何地点实施。

捕获的二氧化碳可以永久封存于地下,或用于需要二氧化碳的工业流程,实现再利用。

Busch 普旭真空解决方案在碳捕获与封存中发挥什么作用?

全球碳捕获工艺均采用 Busch 普旭真空泵产品。无论是在工业碳捕获还是直接空气捕获领域,我们的真空泵技术都已深广泛应用于各类碳捕获技术。

由于我们的真空泵在碳捕获与封存环节发挥着决定性作用,我们也在为打造更绿色的世界添砖加瓦。我们的真空泵能够高效地从大气中清除二氧化碳,并确保其安全封存或循环利用。

直接空气碳捕获与传统碳捕获方法有何不同?

直接空气捕获(DAC)并非在排放源头进行捕获,而是直接从大气中去除既有的二氧化碳

该捕获系统无需与工厂或发电站相连,因此其部署位置不受限制,可完全独立于其他工业设施运行。

直接空气捕获(DAC)技术既能捕获难以直接处理的分散排放源(如交通工具)的碳排放,也可清除历史遗留碳排放,即碳捕获技术问世前,多年来累积在大气中的二氧化碳。

被捕获的碳可以用于其他用途吗?

是的,通过碳捕获工艺得到的二氧化碳能够实现重复利用。

CO2 是众多行业的重要资源,例如用于化肥生产、灭火系统,以及被引入温室促进作物生长等。

通过循环利用原本将排入大气的二氧化碳,构建一个更加可持续的循环系统

碳捕获在向清洁能源转型中起着什么作用?

碳捕获技术能够超大限度地减少 CO2 排放,降低现有发电厂对大气环境的总体影响。

工业碳捕获系统可对现有化石燃料发电厂进行改造加装,

而直接空气捕获(DAC)系统则能清除大气中既有的碳排放

因此,在全球向更绿色发电方式过渡的阶段,碳捕获是缓解现有技术环境影响的有效手段。