低于环境混合燃烧后二氧化碳捕集的热力学和经济学分析

    从燃烧后的烟气中吸附二氧化碳是碳中和条件下，对地球影响最大的碳捕获系统的主要候选方法之一。美国佐治亚理工学院的 Ryan Lively 课题组及其实验室的J. A. DeWitt 等最新发表在 AICHE JOURNAL 上的文章 Analysis of energetics and economics of sub-ambient hybrid post-combustion carbon dioxide capture 。 （https://doi.org/10.1002/aic.17403）这项文章强调了利用多级分离工艺的在低于环境温度下捕获CO₂工艺的机会和局限性。

文章考虑了一种混合工艺设计，采用压力驱动分离烟气中的二氧化碳，然后对富含二氧化碳的产品液化，并在管道条件下生产高纯度（>99%）CO2。分离装置的工作压力是一个关键的成本参数，也是一个重要的工艺变量，用于调节达到低于环境工作条件所需的有效热量排出。

     研究发现，采用带有内部热管理的纤维吸附剂接触器的变压吸附（PSA）工艺的经济可行性受吸附系统生产率的影响最大。生产效率可以达到0.015mol CO₂/KG _{sorb-1 sec-1} 并且可以将捕获成本降低到二氧化碳 60美元/吨及以下。

    该分析采用简化的两个变压吸附床流程进行，因此有机会通过探索更复杂的循环设计进一步降低成本。三种典型的纤维复合材料吸附剂（MIL-101（Cr）、UiO-66和13X沸石）被考虑用于PSA装置的亚环境工艺。据文章作者测算，MIL-101（Cr）和UiO-66纤维复合材料的捕获成本低至每吨61美元。

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https://www.researchgate.net/publication/353973956_Analysis_of_energetics_and_economics_of_sub-ambient_hybrid_post-combustion_carbon_dioxide_capture

美国L&C 公司为 佐治亚理工学院特殊订制了LC-1000双塔变压吸附装置。