Chemische absorptiemethode
Bij chemische kooldioxide-absorptie wordt gebruik gemaakt van de chemische reactie tussen chemische reagentia en kooldioxide om kooldioxide van rookgas te scheiden. Het vangt CO2 op door gebruik te maken van de eigenschap van bepaalde chemische reagentia om met CO2 te reageren en verbindingen te vormen. Het is geschikt voor toepassingen met lage CO2-concentraties/partiële drukken, zoals het afvangen van rookgassen in kolen-gestookte elektriciteitscentrales, cementfabrieken en staalfabrieken. Deze methode is relatief volwassen, met bestaande industriële demonstraties, hoewel de schaal van de apparatuur klein is.
Fysische absorptiemethode
Fysische absorptieafvang maakt gebruik van de eigenschap dat bepaalde fysische oplosmiddelen een veel hogere oplosbaarheid voor kooldioxide hebben dan andere componenten in het rookgas om de scheiding van kooldioxide van andere componenten te bereiken. Afvangprocessen waarbij gebruik wordt gemaakt van fysieke reagentia vallen hoofdzakelijk in twee categorieën: de ene gebruikt polyethyleenglycol-dimethylether als afvangreagens, met typische processen zoals het Selexol-proces ontwikkeld door Union Carbide en het NHD-proces ontwikkeld door het Nanjing Chemical Industry Research Institute in mijn land; de andere gebruikt methanol als afvangreagens, waarbij een typisch proces het Rectisol-wasproces met methanol bij lage- temperatuur is, gezamenlijk ontwikkeld door Linde en Lurgi in Duitsland.
Fysisch-chemische absorptie
Naast puur chemische en fysische absorptiemethoden hebben sommige bedrijven opvangprocessen ontwikkeld waarbij gebruik wordt gemaakt van gemengde reagentia die chemische en fysische reagentia combineren. Dit maakt gebruik van de prestatievoordelen van beide methoden en staat bekend als fysisch-chemische absorptievangst.
Nieuwe capture-technologieën
A. Technologie voor adsorptiescheiding
Adsorptiescheidingstechnologie maakt gebruik van het verschil in aantrekkingskracht tussen actieve plaatsen op het adsorbensoppervlak en verschillende gasmoleculen om verschillende gascomponenten te scheiden. Het gasverwerkingsvermogen van een adsorbens houdt doorgaans verband met het specifieke oppervlak ervan; hoe groter het specifieke oppervlak, hoe sterker de gasverwerkingscapaciteit. Daarom zijn adsorbentia over het algemeen poreuze materialen. Algemeen gebruikte adsorbentia omvatten moleculaire zeven, actieve kool, silicagel en geactiveerd aluminiumoxide, of combinaties van twee of meer adsorbentia. Onderzoek toont aan dat vanwege de inherente eigenschappen van de moleculaire ruimtelijke structuur en polariteit van kooldioxide de meeste adsorbentia een groter adsorptievermogen voor kooldioxide hebben dan andere gassen zoals methaan, koolmonoxide, waterstof en stikstof. Daarom kunnen de meeste adsorbentia worden gebruikt voor de scheiding van kooldioxide.
B. Technologie voor adsorptiescheiding
Membraanscheiding is een methode voor het opvangen van kooldioxide waarbij gebruik wordt gemaakt van de verschillende permeatiesnelheden van verschillende gascomponenten in bepaalde membraanmaterialen. De kern van membraanscheidingstechnologie is het identificeren van membraanmaterialen met selectieve permeabiliteit voor verschillende gascomponenten; dit zijn vaak semi-permeabele, niet-poreuze membranen. Gaspermeatie in het membraan volgt een dissolutie--diffusiemechanisme: gasmoleculen die aan de ene kant van het membraan zijn geadsorbeerd, lossen op en diffunderen in het membraan onder invloed van de concentratiegradiënt, en desorberen vervolgens aan de andere kant. Omdat verschillende gassen verschillende oplossnelheden-in het membraan hebben, kan de scheiding van verschillende gascomponenten worden bereikt.