综述了燃煤电厂烟气CO2化学吸收捕集液－液两相吸收剂开发进展，介绍了两相吸收剂及其工艺特点，重点分析了混合胺型（含水）、有机溶剂型（含水）和无水型三类两相吸收剂研究进展，基于不同类型两相吸收剂的分相行为、能耗、黏度、吸收负荷等特性分析，指出了两相吸收剂工业应用面临的挑战和未来发展方向。
燃煤电厂烟气CO2化学吸收捕集液－液两相吸收剂开发进展
2.中国电力工程顾问集团有限公司
3.中国能源建设股份有限公司
4.浙江大学能源清洁利用国家重点实验室
1）总结了两相吸收剂的特点和研发进展，根据吸收剂组成将两相吸收剂分成混合胺型、有机溶剂型和无水型两相吸收剂，分析了3种类型两相吸收剂的分相行为、能耗、黏度、吸收负荷等特性。
2）分析了两相吸收剂工业应用面临的挑战，总结了限制两相吸收剂规模化应用的主要问题，包含富相黏度较高、吸收剂成本较高、分相稳定控制难等。
3）提出两相吸收剂未来研发重点，包含低能耗配方体系优化、降低富相黏度和吸收剂损耗、提升分相控制能力以及开展长周期运行测试，提升工艺稳定和可靠性等方面，为两相吸收剂的发展和应用提供参考。
研究背景
燃煤电厂是我国最大的碳排放源，通过碳捕集降低煤电碳排放是我国双碳目标下的必然要求，化学吸收法是目前工业化应用进程最快的煤电碳捕集技术，但仍存在能耗高、成本高等挑战，对此，研发低能耗化学吸收剂是关键。液-液两相吸收剂在吸收CO2后发生分相，只需将富相送至解吸塔，可大幅降低再生能耗，具备替代传统吸收剂的前景。
研究内容
论述了两相吸收剂及其工艺特点，梳理了混合胺型（含水）、有机溶剂型（含水）和无水型两相吸收剂的研发进展，重点对这3种类型两相吸收剂的分相行为、能耗、黏度、吸收负荷等特性进行分析。总结了两相吸收剂在性能、成本、分相控制、工业试验等方面面临的挑战，提出两相吸收剂未来的研究重点方向。
研究结论
1）相比混合胺型两相吸收剂和无水型两相吸收剂，有机溶剂型两相吸收剂在能耗（1.5~3.2 GJ/t）、黏度（可控制在20 mPa·s以下）和成本（有机溶剂分相剂＋水更具成本潜力）等方面优势相对更明显，工业化应用前景较广阔，是两相吸收剂开发的重点方向。
2）两相吸收剂作为新型吸收剂，研究仍主要处于实验室开发阶段，缺少中试以及更大规模的运行测试，相比传统胺吸收剂，两相吸收剂在工业应用方面存在富相黏度较高、吸收剂成本较高、分相稳定控制难等挑战。
3）面向工业应用需求，两相吸收剂未来研究重点方向包括：① 低能耗低黏度配方体系优化，可引入一定比例的三级胺，在降低反应热的同时提高碳酸氢盐浓度而降低富液黏度；② 降低吸收剂损耗，分相剂和活性胺在开发阶段应选择稳定性好、沸点高、蒸汽分压低的物质，有机溶剂型可选择环丁砜、甲基吡咯烷酮、多碳醇醚类等作为分相剂；③ 提升分相控制能力，需深入研究吸收剂水含量、胺降解产物以及烟气杂质对分相行为的影响；④ 开展更深入、系统的吸收—分相—解吸—混合连续长周期运行测试，解决两相吸收剂在工业应用过程中的稳定性和可靠性问题。
表1 典型两相吸收剂组成和特性
图1 两相吸收剂再生能耗
引用格式：
林海周,吴大卫,范永春,等.燃煤电厂烟气CO2化学吸收捕集液-液两相吸收剂开发进展[J].洁净煤技术,2023,29(4):21-30.
LIN Haizhou,WU Dawei,FAN Yongchun,et al.Development progress of liquid-liquid biphasic solvents for carbon dioxide chemical absorption capture from flue gas of coal-fired power plants[J].Clean Coal Technology,2023,29(4):21-30.
通讯作者
范永春，中国能建广东院副总经理，正高级工程师，兼任中英（广东）CCUS中心主任、广州中德氢能源研究院院长、广东省能源研究会副理事长，长期从事能源领域的咨询规划研究、系统集成设计和建设工作，牵头/深度参与了《广东省能源领域碳达峰实施路径研究》、《广东省能源发展“十四五”规划》等多项省级重大规划课题，获广东省工程勘察设计行业协会科学技术奖一等奖等多个省部级奖项，主编/参编多项行业标准规范，发表论文二十余篇，专著两篇，获得授权发明专利二十余项。
