表1-1 常用分离方法的优缺点

Table 1-1 The advantages and disadvantages of various separation methods

分类 适用性 优点 缺点

物理吸收法 CO2含量较高的烟气 吸收效果好、能耗低 选择性较低，处理成本较高

化学吸收法 火电厂锅炉排气中低浓度CO2的分离回收 工艺流程比较简单、对CO2的去除效率高、对CO2的选择吸附较好 运行费用高，设备易受腐蚀

变压吸附法 CO2含量<50%、高压的气体回收 设备简单、操作方便、分离成本低、无腐蚀 吸附剂需求量大，吸附解吸频繁

变温吸附法 高温下回收CO2 吸附剂再生容易、工艺过程简单、无腐蚀 能耗大、吸附剂的再生时间长

膜分离法 油田产生的气体、脱除天然气中的CO2以及富集烟道气中的CO2 能耗低、工艺简单操作方便 分离前需对分离气进行脱水、过滤等预处理操作较繁琐，且难以得到高纯度的CO2

由表1-1表明吸附法由于具有设备简单、操作方便、分离成本低、能耗低、设备抗腐蚀能力强以及选择性高等优点被人们广泛应用于CO2混合气体分离。

1.2 CO2分离吸附剂研究进展

吸附分离是指吸附剂选择性吸附混合气中CO2从而达到分离回收CO2的一种方法。而开发新型高效CO2吸附剂可以增强其在吸附分离方面的应用。下面就吸附法分离CO2的吸附剂进行总结。

到目前为止，CO2吸附材料研究最为广泛的是多孔材料。多孔材料按孔径大小区别可分为三类: 孔径小于2 nm的微孔、孔径处于2-50 nm的介孔和孔径大于50 nm的大孔[8]。这些多孔材料包括活性炭[9,10]、碳纳米管[11-13]、X型沸石分子筛[14-16]、硅胶[17-20]、金属氧化物[21,22]、聚酯类多孔材料[23]以及介孔分子筛（MCM系列、SBA系列和KIT系列）等[24,25]。

邓洪贵等[10]研究了沥青基球状活性炭对CO2的吸附选择性，结果表明孔径和孔道结构都影响CO2的吸附能力，在CO2/N2混合气中其对CO2（浓度为12.5%）的吸附选择性达到87.6%。

Lila等[16]研究用ASRT 5A分子筛吸附太空舱中的CO2。实验结果表明，ASRT 5A分子筛在高温条件下并不适用，温度过高其吸附量显著下降，而且由于吸附剂比表面积小需要的量比较多。

梅华等[19]研究了硅胶对CO2的吸附性能与其表面微孔结构的关系，研究结果表明高的比表面积和小孔径有利于硅胶对CO2的吸附。

张辉等[20]采用廉价的工业硅胶对燃煤烟道气中低浓度CO2进行了吸附捕集，表明硅胶可以作为CO2吸附剂用于工业生产。来.自/751论|文-网www.751com.cn/

虽然传统的固体吸附剂如活性炭、硅胶、沸石分子筛以及金属氧化物等，由于其操作方法简单且对设备腐蚀性弱而受到人们关注，但是这些吸附剂存在因吸附温度的升高导致CO2吸附容量显著下降，以及其它气体及水分的存在而对CO2吸附选择性降低等缺点。因此，开发新型高性能的CO2吸附材料是目前和今后研究的重点，因为其可以大大提高对CO2的吸附能力，具有重要的工业应用价值。