電廠中的碳捕集設備是通過物理或化學方法從電廠排放的煙氣中分離并捕集二氧化碳（CO?）的裝置，旨在減少溫室氣體排放，助力碳中和目標的實現。

一、碳捕集設備的工作原理

碳捕集設備通常由以下幾個核心系統組成：

煙氣預處理系統：對電廠鍋爐排煙進行脫硝、除塵、脫硫等預處理，去除煙氣中對后續工藝有害的物質，如氮氧化物、硫氧化物和顆粒物。

吸收再生系統：

吸收塔：預處理后的煙氣進入吸收塔，與復合溶液（如胺液）發生化學反應，二氧化碳被吸收劑捕獲，從煙氣中分離出來。

再生塔：吸收了二氧化碳的吸收劑（富液）被輸送到再生塔，在高溫條件下分解，釋放出高純度的二氧化碳氣體，同時吸收劑得到再生（貧液），可循環使用。

壓縮干燥系統：釋放出的二氧化碳氣體經過壓縮、凈化處理，去除水分和其他雜質，得到高純度的二氧化碳氣體。

制冷液化系統：高純度的二氧化碳氣體被進一步冷卻液化，形成液態二氧化碳，便于儲存、運輸或利用。

二、碳捕集設備的核心技術

化學吸收法：

原理：利用堿性吸收劑（如胺液）與二氧化碳發生化學反應，形成不穩定的鹽類，在加熱或減壓條件下逆向分解，釋放二氧化碳并再生吸收劑。

特點：捕集容量大、選擇性高、工藝成熟，適用于大規模工業化應用。但吸收劑成本較高，且再生過程需消耗能量。

應用案例：華能甘肅正寧電廠的碳捕集項目采用化學吸收法，捕集率超過90%，二氧化碳純度達99%以上。

物理吸附法：

原理：利用固體吸附劑（如活性炭、分子篩）的物理吸附作用，在高壓下吸附二氧化碳，降壓后解吸再生。

特點：無溶劑參與，工藝過程簡化，無設備腐蝕，節能降耗明顯。但吸附選擇性較低，適用于低濃度二氧化碳的捕集。

膜分離法：

原理：利用微孔膜的選擇性透過性，將二氧化碳與其他氣體分離。膜的一側為煙氣，另一側為吸收液，二氧化碳通過膜被吸收液捕獲。

特點：設備緊湊、操作簡便，但膜材料成本較高，且長期運行穩定性需進一步提升。

三、碳捕集設備在電廠的應用案例

華能甘肅正寧電廠：

規模：全球大的煤電碳捕集示范工程，年捕集二氧化碳150萬噸。

技術亮點：

采用“二塔合一”復合式吸收塔，將煙氣預洗滌與碳捕集環節深度集成，實現熱量利用大化，節能效果顯著。

研制出我國首臺八級超臨界二氧化碳壓縮機，將捕集到的氣態二氧化碳壓縮至超臨界態，體積縮小為原來的1/300，提高管道輸送效率。

配套“空—天—地—井”一體化監測系統，保障二氧化碳長期安全高效封存。

華潤電力深汕公司：

規模：深圳碳捕集、利用與封存（CCUS）工程示范項目，年捕集二氧化碳2萬噸。

技術亮點：

采用胺法碳捕集系統，胺液在吸收塔中將煙氣中90%以上的二氧化碳“抓走”，凈化后的煙氣排入大氣。

產出的液態二氧化碳達到食品級要求，可用于生產干冰及微藻固碳。

建成碳捕集測試平臺，為CCUS技術的放大、驗證和優化提供低成本的技術支持。

中國石油西南油氣田公司臥龍河氣田：

規模：設計大捕碳能力為每天4萬立方米，年捕碳2.6萬噸。

技術亮點：

應用自研的CT8-23活化MDEA碳捕集溶劑及“三元”復合體系溶劑，結合“級間冷卻+富液分流”工藝，碳捕集率和二氧化碳純度均大于99%。

捕集的二氧化碳通過管道輸送至臥碳1井回注封存，用于驅替枯竭氣藏中的殘留天然氣并實現碳封存。

四、碳捕集設備的挑戰與展望

挑戰：

成本高昂：碳捕集設備的投資和運行成本較高，尤其是吸收劑的成本和再生能耗。

環境友好性不足：部分吸收劑可能對環境造成一定影響，需進一步研發環保型吸收劑。

技術瓶頸：在高效吸收劑、低能耗再生工藝、長壽命設備等方面仍需突破。

展望：

技術創新：隨著材料科學和化學工程的發展，新型吸收劑、吸附劑和膜材料將不斷涌現，降低捕集成本，提高捕集效率。

規模化應用：隨著全球對碳中和目標的重視，碳捕集技術將在更多電廠得到應用，推動煤電行業的綠色低碳轉型。

產業鏈延伸：捕集的二氧化碳可用于油田增采、綠色燃料合成、礦化建材等領域，打通“捕集-利用-封存”全產業鏈，實現資源化利用。