傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集方面的应用

CCS技术（Carbon Capture and Storage 的缩写，是将二氧化碳（CO2）捕获和封存的技术。）可以分为捕集、运输以及封存三个步骤，商业化的二氧化碳捕集已经运营了一段时间，技术已经发展得比较成熟，而二氧化碳封存技术各国还在进行大规模的实验。

一、二氧化碳捕集

二氧化碳的捕集方式主要有三种：燃烧前捕集（Pre-combustion）、富氧燃烧（Oxy-fuel combustion）和燃烧后捕集（Post-combustion）。

1.1燃烧前捕集

燃烧前捕集主要运用于IGCC（整体煤气化联合循环发电系统）系统中，将煤高压富氧气化变成煤气，再经过水煤气变换后将产生CO2和氢气（H2），气体压力和CO2浓度都很高，将很容易对CO2进行捕集。剩下的H2可以被当作燃料使用。

该技术的捕集系统小，能耗低，在效率以及对污染物的控制方面有很大的潜力，因此受到广泛关注。然而，IGCC发电技术仍面临着投资成本太高，可靠性还有待提高等问题。

1.2富氧燃烧

富氧燃烧采用传统燃煤电站的技术流程，通过制氧技术，将空气中大比例的氮气（N2）脱除，直接采用高浓度的氧气（O2）与抽回的部分烟气（烟道气）的混合气体来替代空气，这样得到的烟气中有高浓度的CO2气体，可以直接进行处理和封存。

欧洲已有在小型电厂进行改造的富氧燃烧项目。该技术路线面临的难题是制氧技术的投资和能耗太高，还没找到一种廉价低耗的能动技术。

1.3 燃烧后捕集

燃烧后捕集即在燃烧排放的烟气中捕集CO2，如今常用的CO2分离技术主要有化学吸收法（利用酸碱性吸收）和物理吸收法（变温或变压吸附），此外还有膜分离法技术，正处于发展阶段，但却是*的在能耗和设备紧凑性方面具有非常大潜力的技术。

工业上，通常选用呈碱性的化学吸收液来吸收CO2，如：醇胺、钾碱和氨水等。目前较为成熟的化学吸收法工艺多基于乙醇胺类水溶液，如单乙醇胺法(MEA法)和二乙醇胺法(DEA法)和甲基二乙醇胺法(MDEA法)等。

近几年新发展的化学吸收法工艺包括：混合胺法、空间位阻胺法、以及冷氨法等。化学吸收法适用于气体中CO2浓度较低时的CO2分离。

从理论上说，燃烧后捕集技术适用于任何一种火力发电厂。然而，普通烟气的压力小体积大，CO2浓度低，而且含有的N2，因此捕集系统庞大，耗费的能源。

二、二氧化碳运输

捕集到的二氧化碳必须运输到合适的地点进行封存，可以使用汽车、火车、轮船以及管道来进行运输。一般说来，管道是性价比非常合适的运输方式。2008年，美国约有5800千米的CO2管道，这些管道大都用以将CO2运输到油田，注入地下油层以提高石油采收率（Enhanced Oil Recovery，EOR）。

三、AtmosFIR傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集方面的应用

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目前，AtmosFIR傅里叶红外气体分析仪在二氧化碳捕集研究方面拥有广泛应用。该分析仪测试气体种类丰富，除非红外活性气体之外，可以覆盖所有二氧化碳捕集研究方面气体的检测需求。通过的化学计量方法可以建立不同浓度范围的气体分析模型，在分析过程中仪器根据样气浓度自动切换量程范围进行检测。

在二氧化碳捕集研究方面，傅里叶变换红外光谱原理是强大且适合的一种分析手段。以下是AtmosFIR在二氧化碳捕集应用的参数展示：