Метод хімічної абсорбції
Хімічне поглинання вуглекислого газу використовує хімічну реакцію між хімічними реагентами та вуглекислим газом для відділення вуглекислого газу від димового газу. Він вловлює CO2, використовуючи властивість певних хімічних реагентів реагувати з CO2 з утворенням сполук. Він підходить для застосувань із низькими концентраціями/парціальними тисками CO2, наприклад для уловлювання димових газів на вугільних-електростанціях, цементних заводах і металургійних заводах. Цей метод є відносно зрілим, з наявними промисловими демонстраціями, хоча масштаб обладнання невеликий.
Метод фізичної абсорбції
Фізичне поглинання використовує властивість, що певні фізичні розчинники мають набагато вищу розчинність для вуглекислого газу, ніж інші компоненти димового газу, щоб досягти відділення вуглекислого газу від інших компонентів. Процеси захоплення з використанням фізичних реагентів в основному поділяються на дві категорії: в одній використовується диметиловий ефір поліетиленгліколю як реагент захоплення, з типовими процесами, включаючи процес Selexol, розроблений Union Carbide, і процес NHD, розроблений Нанкінським науково-дослідним інститутом хімічної промисловості в моїй країні; інший використовує метанол як реагент для захоплення, причому типовим процесом є процес промивання метанолом при низькій-температурі Rectisol, спільно розроблений Лінде та Лургі в Німеччині.
Фізико-хімічна абсорбція
Крім методів чисто хімічного та фізичного поглинання, деякі компанії розробили процеси захоплення з використанням змішаних реагентів, які поєднують хімічні та фізичні реагенти. Це використовує переваги продуктивності обох методів і відоме як захоплення фізико-хімічної абсорбції.
Нові технології захоплення
A. Технологія адсорбційного розділення
Технологія адсорбційного розділення використовує різницю в тяжінні між активними центрами на поверхні адсорбенту та різними молекулами газу для розділення різних компонентів газу. Здатність адсорбенту до газовідведення зазвичай залежить від його питомої площі поверхні; чим більша питома поверхня, тим сильніша пропускна здатність газу. Тому адсорбенти, як правило, є пористими матеріалами. Зазвичай використовувані адсорбенти включають молекулярні сита, активоване вугілля, силікагель і активований оксид алюмінію або комбінації двох або більше адсорбентів. Дослідження показують, що завдяки притаманним властивостям молекулярної просторової структури та полярності вуглекислого газу більшість адсорбентів мають більшу адсорбційну здатність щодо вуглекислого газу, ніж інші гази, такі як метан, окис вуглецю, водень та азот. Тому більшість адсорбентів можна використовувати для відділення вуглекислого газу.
B. Технологія адсорбційного розділення
Мембранне розділення — це метод уловлювання вуглекислого газу, який використовує різні швидкості проникнення різних газових компонентів у певних мембранних матеріалах. Основою технології мембранного розділення є ідентифікація мембранних матеріалів із вибірковою проникністю для різних газових компонентів; це часто напів-проникні непористі мембрани. Проникнення газу в мембрану відбувається за механізмом розчинення-дифузії: молекули газу, адсорбовані з одного боку мембрани, розчиняються та дифундують у мембрану під впливом градієнта концентрації, а потім десорбуються з іншого боку. Оскільки різні гази мають різну швидкість розчинення-дифузії в мембрані, можна досягти розділення різних компонентів газу.