湿法再生CO2空气捕集材料的能耗与性能优化

倪佳，孙雪艳，税子怡，贺飞鸿，惠小敏，朱亮亮，陈曦

（1 西北大学化工学院，陕西西安710069； 2 中国石化达州天然气净化有限公司，四川达州635000； 3 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，河南濮阳457001； 4 哥伦比亚大学地球工程中心地球与环境工程系，美国纽约NY10027）

引 言

自工业革命以来，大量化石燃料的燃烧造成大气中CO2含量持续增长[1]，给地球环境带来了气候与生态的双重威胁[2-4]。《IPCC 全球升温1.5℃特别报告》中提出：到2100 年，将全球温升限制在1.5℃以内(当前全球平均气温较工业化前已上升约1℃)[5]。控制碳排放已成为国际社会的共识，包括提高发电效率、使用可再生能源以及CO2捕集、利用和封存技术(CCUS)[6-7]。《中国碳捕集利用和封存技术发展路线图(2019 版)》指出：CCUS 技术大规模应用仍受到成本、能耗、安全等因素制约，其研发与推广的方向仍是降低成本和能耗[8]。日趋成熟的集中捕集技术[9-10]仅针对部分工业领域(电厂和部分煤化工厂)，无法应对移动源(交通运输业)和小型集中排放源(农业、小型制造业等)，而移动源和小型排放源的CO2排放量占总排放量的30%～50%(约120～180 亿吨/年)[11-12]。因而，仅采取集中捕集措施，难以实现＜1.5℃温升目标，这意味着需从空气中移除CO2以平衡剩余的排放。

CO2空气直接捕集技术(DAC)在1999 年作为治理全球变暖的一种方法被首次提出[13-14]。DAC 致力于从空气中直接捕集CO2，控制大气中的CO2浓度，实现CO2负排放[15-16]。不同于集中捕集，DAC技术可以对接CO2转化利用工厂或地质封存实现就地捕集，无需管路(或公路、铁路)运输；……