二氧化碳低溫冷凝捕集是利用CO?在-5~-45℃溫區(qū)凝結(jié)的物理法碳捕集技術(shù)。本文說明其相變原理、脫水除硫等預(yù)處理要求、系統(tǒng)流程、與化學(xué)吸收法的分類對比，以及工業(yè)尾氣二氧化碳回收的選型與維護(hù)要點(diǎn)。

一、什么是二氧化碳低溫冷凝捕集

二氧化碳低溫冷凝捕集是指利用CO?的飽和蒸氣壓隨溫度降低而下降的特性，將含二氧化碳的混合氣體壓縮并冷卻至其凝結(jié)溫區(qū)，使二氧化碳由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵瑥亩鴮?shí)現(xiàn)與不凝氣體的物理分離。該技術(shù)屬于低溫物理法碳捕集，不涉及吸收劑的化學(xué)反應(yīng)，系統(tǒng)流程相對清晰。

該方法面向CO?體積分?jǐn)?shù)處于中高區(qū)間的工業(yè)氣源，解決的問題是：在無需胺液等化學(xué)溶劑的條件下，以低溫冷源驅(qū)動相變，將二氧化碳以液態(tài)富集，便于后續(xù)壓縮、儲運(yùn)或回注，規(guī)避溶劑生產(chǎn)帶來的介質(zhì)損耗與熱耗。

二、二氧化碳低溫冷凝捕集的工藝原理與流程

實(shí)際工程中，氣體經(jīng)壓縮至適宜壓力后進(jìn)入-5至-45℃的冷凝段，CO?凝結(jié)為液體，其余組分保持氣態(tài)，隨后在分離器內(nèi)完成氣液分離。

典型流程為：進(jìn)氣緩沖→除塵→壓縮→脫水干燥（露點(diǎn)降至-50℃以下）→深冷冷凝→氣液分離→液體CO?儲運(yùn)。其中脫水干燥是防止低溫段冰堵的前置條件，除硫則用于降低對設(shè)備與制冷系統(tǒng)的腐蝕風(fēng)險。在工程布置中，各溫壓節(jié)點(diǎn)需依據(jù)CO?相平衡數(shù)據(jù)確定，以保證在給定回收率下運(yùn)行能耗可控。

三、關(guān)鍵工藝參數(shù)

關(guān)鍵參數(shù)包括：操作壓力（需高于CO?三相點(diǎn)壓力以避免固相干冰析出）、冷凝溫度區(qū)間（-5℃至-45℃，依回收率目標(biāo)與能耗平衡選取）、進(jìn)氣露點(diǎn)（一般要求低于-50℃）、壓縮機(jī)排氣溫度、換熱器傳熱溫差，以及液體CO?的節(jié)流儲運(yùn)壓力。參數(shù)設(shè)定應(yīng)兼顧捕集率與制冷電耗。

四、運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)

維護(hù)在于防止冰堵與維持冷源穩(wěn)定。應(yīng)持續(xù)監(jiān)控脫水裝置的出口露點(diǎn)，定期檢視制冷機(jī)組的蒸發(fā)溫度與制冷劑循環(huán)狀態(tài)，按周期吹掃換熱面并檢查氣液分離器液位計、節(jié)流閥的校準(zhǔn)狀態(tài)，記錄不凝氣組成以評估捕集效果。此外，應(yīng)建立關(guān)鍵參數(shù)運(yùn)行臺賬，對蒸發(fā)溫度、進(jìn)氣露點(diǎn)與液相產(chǎn)量進(jìn)行趨勢記錄，便于及早發(fā)現(xiàn)制冷效率衰減或換熱面污染等異常。

無錫冠亞恒溫制冷技術(shù)有限公司長期從事工業(yè)溫控與低溫制冷設(shè)備的研發(fā)制造，可根據(jù)氣源組成、目標(biāo)回收率與現(xiàn)場工況，提供適配-5至-45℃溫區(qū)的二氧化碳低溫冷凝捕集冷源設(shè)備及配套制冷機(jī)組，支撐碳捕集系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。