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杨 磊 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心
摘要：本文具体介绍了二氧化碳的回收分离工艺，包括低温分离工艺、吸收分离工艺、膜分离工艺和吸附分离工艺等，并具体分析了各种回收分离工艺的优缺点、应用现状和未来应用的发展趋势。 关键词：二氧化碳；回收；分离；环保三体船
中图分类号：X701.7 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2017)022-0394-01
目前，工业上的二氧化碳回收分离工艺主要包括低温分离工艺、吸收分离工艺、膜分离工艺和吸附分离工艺等[1]。
一、低温分离法
spank站点集合营低温分离法通过低温压缩二氧化碳，使其从其它气体中分离出来，是一种物理分离方法，常用于高浓度
二氧化碳的液化和净化。低温分离法冷却过程耗能，将温度降到二氧化碳凝固点(-56.6 ℃)以下，在实际操作的大多数情况下并不可行。若二氧化碳是混合气体中唯一可以被压缩的气体，它的蒸汽压即为其低温时的气相分压。可行的方法是将二氧化碳压缩成超临界流体，然后经过蒸馏(相关能量消耗低)，再气相回收能量[2]。二氧化碳的临界温度和三相点分别为31.1 ℃(73.8 atm)、-56.6 ℃(5.1 atm)。选这种方法的优点是二氧化碳的回收率高，且进料条件合适时可能直接得到液态二氧化碳产物。因此，低温分离法常用于特殊场合并作为一个辅助过程和二氧化碳捕集工艺相结合。
二、吸收分离法
3d蓝光播放器吸收分离法是通过吸收剂溶液洗涤混合气体进而实现二氧化碳分离的方法。根据吸收原理不同，吸收分离又可以分为物理吸收法和化学吸收法。对于物理吸收法，其过程遵循亨利定律，即较高的压力和较低的温度有利于二氧化碳吸收。物理吸收法对吸收剂有下列要求：对二氧化碳有良好的溶解性、选择性高、无腐蚀、无毒性、沸点高、稳定性强。工业上，常选用甲醇[3]，N-甲基-2-吡咯烷酮和聚乙二醇二甲醚作为物理吸收法的吸收剂。化学吸收法中常用的吸收剂有碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠以及醇胺类的单乙醇胺(MEA)、二异丙醇胺、二乙醇胺(DEA)、甲基乙醇胺(MDEA)和三乙醇胺(TEA)。其中，单乙醇胺吸收分离法是最有效的分离技术，已被广泛应用于工业二氧化碳的捕集。另外，Bai 和Yeh [4]提出了一种有效降低二氧化碳排放的新方法--氨洗法。化学吸收法分离回收二氧化碳需要消耗大量的热，吸收容量相对较低，而且对循环速度和吸收设备要求较高，增加了成本和能耗。
三、膜分离法
膜分离法分离二氧化碳的机理是：膜对混合气中各个气体组分的选择透过性是不同的，此方法适用于气体分离。在二氧化碳膜分离工艺中，常用二氧化碳的分压梯度作为分离过程的动力[5]。根据其材质不同，二氧化碳分离过程中所使用的膜可以分为无机膜和聚合物膜。
根据孔结构的差异，无机膜又可以分为微孔无机膜和致密无机膜。工业上用于分离二氧化碳的无机膜主要有硅膜、分子筛膜、杂化碳膜等，其中大多数都是孔径小于2 nm 的微孔膜。致密无机膜的原理是通过离子选择性传导来分离气体。从理论上来说，其分离
火花塞中心电极
系数可以达到无限大。相关研究表明，在不供给燃料却提供外部电流的情况下，熔融碳酸盐燃料电池就可以被用来分离二氧化碳。Kasai 等发现，使用熔融碳酸盐燃料电池分离二氧化碳时，1 cm 2的电极面积上几乎能分离1 cm 3的二氧化碳，而且选择性可以达到无限大。
膜分离法具有很多优点。例如，膜分离法在常温低压下进行分离和浓缩，因此其能耗非常低，降低了设备的运行费用。膜分离法所需设备体积小，结构简单，因此，投资成本较低。膜分离过程的工艺流程简单，易于操作管理。
四、吸附分离法
吸附分离是通过吸附剂与二氧化碳之间的相互作用，使二氧化碳富集在吸附剂表面，从而实现二氧化碳从尾气中分离出来。
根据操作类型不同，吸附分离法可以分为变温吸附法和变压吸附法。在变温吸附过程中，二氧化碳随着温度的变化来实现其在吸附剂上的吸附和脱附过程。在低温阶段，二氧化碳与吸附剂发生吸附作用；随着温度不断升高，二氧化碳从吸附剂上脱附出来，吸附剂实现再生。
根据吸附剂与二氧化碳之间的作用力性质不同，可以分为物理吸附和化学吸附。对于物理吸附，常以分子筛和活性炭等碳基吸附剂为物理吸附剂。分子筛吸附剂的型号众多，较为常用的有13X、4A、Na-Y、Ca-X 型分子筛。
吸附分离法的缺点在于较低的选择性和较小的二氧化碳吸附量，因此，吸附分离法通常不单独使用，而是与其它二氧化碳脱除工艺结合使用。
参考文献：
[1]Chung S.J., Dual-phase inorganic membrane for high temperature carbon dioxide separation, Thesis, University of Cincinnati, 2004.水上滚筒
[2]Riemer P.W.F., Audus H., Smith A., Carbon dioxide capture from power stations,
IEA Greenhouse Gas R&D Programme, IEA, UK, 1994.
[3]Apffel F.P., Carbon dioxide absorption methanol process, US patent: 4675035, 1987.
志愿预测[4]Yeh A. C., Bai H., Comparison of ammonia and monoethanolamine solvents to reduce CO2 greenhouse emissions, Science of the Total Environment, 1999, 228: 121-133.
[5]Mulder M., Basic principle of membrane technolog, Kluwer, Boston, 1991.
作者简介：杨 磊(1983-)，男，汉族，河北迁安人，国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心。
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